How to return smart pointers ( shared_ptr ), by reference or by value?

在C++中，智能指针如 std::shared_ptr 是用来管理动态分配的内存的，防止内存泄漏，同时简化内存管理的复杂度。当谈到通过函数返回 std::shared_ptr 时，通常有两种方式：通过值返回和通过引用返回。下面我会分别解释这两种方式，并给出推荐的做法。

1. 通过值返回 std::shared_ptr

这是最常见和推荐的方式。当通过值返回 std::shared_ptr 时，C++ 的移动语义会被利用，这意味着不会发生不必要的引用计数增加和减少。编译器优化（如返回值优化 RVO）可以进一步提高性能。这样可以避免额外的性能开销，并保持代码的简洁和安全。

示例代码:

cpp
#include <memory>

std::shared_ptr<int> createInt() {
    std::shared_ptr<int> myIntPtr = std::make_shared<int>(10);
    return myIntPtr;  // 返回值时，利用移动语义
}

int main() {
    std::shared_ptr<int> receivedPtr = createInt();
    return 0;
}

在这个例子中，createInt() 通过值返回一个 std::shared_ptr<int>。在这个过程中，由于移动语义的存在，不会有多余的引用计数操作。

2. 通过引用返回 std::shared_ptr

通常情况下，不推荐通过引用返回 std::shared_ptr。因为这样做可能会引起外部对内部资源的非预期操作，比如修改、释放等，这可能会导致程序的不稳定或错误。如果确实需要通过引用返回，应确保返回的引用的生命周期管理得当。

示例代码:

cpp
#include <memory>

std::shared_ptr<int> globalIntPtr = std::make_shared<int>(20);

const std::shared_ptr<int>& getInt() {
    return globalIntPtr;  // 通过引用返回全局智能指针
}

int main() {
    const std::shared_ptr<int>& receivedPtr = getInt();
    return 0;
}

这个例子中通过引用返回一个全局 std::shared_ptr，但这种做法限制了函数的使用环境，并可能导致难以追踪的错误。

结论

综上所述，通常推荐通过值返回 std::shared_ptr。这种方式不仅能利用现代C++的优势（如移动语义），还能保持代码的安全和清晰。通过引用返回通常不推荐，除非有充分的理由，并且对智能指针的生命周期管理有十足的把握。