由作业题引发对C++引用的一些思考

首先分析一段代码：

#include <bits/c++config.h>
#include <ostream>
#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
class Node{
    int x;
    public:
    Node(int x=0):x(x){
    }

};
Node get(){
    return Node(5);
}
int main(){
    Node & i =  get();  
    return 0;
}

一点编译，输出一行编译错误

test1.cpp:25:21: error: invalid initialization of non-const reference of type ‘Node&’ from an rvalue of type ‘Node’

     Node & i =  get();

意思是不能将Node类型的右值复制给Node&类型的变量。

我尝试改一下源代码，主函数改为

int main(){
2　　　//int & n = 5;
3     Node  t = get();
4     Node & i =  t ;  5     
5  　　return 0;
6 }

发现程序可以编译了。仔细对比这两段代码，我们可以得到这样一个事实：函数中返回的值相当于一个常量，它是临时产生的。只有当把这个函数的返回值赋值给变量的时候，我，们可以把变量的值赋值给Node&类型的变量。为了验证这个猜测，我们去掉上边的注释：

test1.cpp:24:15: error: invalid initialization of non-const reference of type ‘int&’ from an rvalue of

 type ‘int’

     int & t = 5;

这个编译错误和上边的编译错误基本是一致的，从而验证了我们的猜测。

在这个问题的基础上，我们研究这样一个问题

#include <bits/stdc++.h>
#include <istream>
using namespace std;
class Character{
    char c;
    public:
    Character(){}
    Character(char c):c(c){}
    Character  operator + (const int ch){
        return Character(((c+ch-'a')%26+26)%26+'a');
    }
    Character  operator - (const int ch){
        return  Character(((c-ch-'a')%26+26)%26+'a');
    }
    friend istream & operator >> (istream &is, Character &ch);
    friend ostream & operator << (ostream &os, Character &ch);
};
ostream &operator << (ostream &os, Character &ch){
    os << ch.c ;
    return os;
}
istream &operator >> (istream &is, Character& ch){
    is >> ch.c;
    return is;
}
int main()
{
    int cases, data;
    Character ch;
    int d;
    cin>>cases;
    for (int i = 0; i < cases; i++)
    {
        cin>>ch;
        cin>>data;
        cout<<(ch + data)<<" "<<(ch - data)<<endl;
    }
}

编译上边的代码，我们得到一连串编译错误信息，看的头都大。不过不要过于担心。我们经常会因为一个小错误产生连锁反应才产生了如此多的错误。我们要做的是查找最本源的那个bug。

首先我想到的可能<<的重载写的有问题，我查阅了iostream,ostream头文件的源码，确定了与之相关的函数

 inline basic_ostream<_CharT, _Traits>&  operator<<(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __out, const _CharT* __s);
2  inline basic_ostream<_CharT, _Traits>&  operator<<(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __out, _CharT __c);

我根据源码判断，<<重载的大致应该是这个函数，从刚才的一大串编译错误中似乎也能验证这一点，里面包含源码中的第2行语句。

于是我根据源码第一行有const 这一事实，把<<的重载函数第二个参数前边都加上const，往第一条语句靠拢，程序成功编译了。或者我去掉引用，往第二条语句靠拢，程序同样编译成功了，更改代码如下。

ostream &operator<<(ostream &os,Character a);
ostream &operator<<(ostream &os,const Character &a);

我们至此可以把程序改正确了。但还有一个问题没有解决，为什么仅仅去掉const就发生了编译错误了？

这时结合我们一开始探讨的例子，这段代码和文章一开始的代码情况基本一致。即把一个返回非引用值的函数传给Character &。这下我们可以搞明白问题出现的原因了————函数的返回值作为隐式常量赋值给非 常引用致错。

在此留几个还没搞明白的问题，提示：引用，类型转换，以备以后研究。