通过局部引用返回类字段引用的代码安全性探讨

我认为以下代码是安全的：

class Clazz {
public:
    Clazz() {
        holder_[0] = Test(42);
    }

    Test& bar() {
        return holder_[0];
    }

    void foo() {
        const Test& t = bar();
        std::cout << "t has val " << t.getVal() << std::endl;
    }
private:
    std::map<int, Test> holder_;
};

int main() {
    Clazz c;
    c.foo();
}

若bar函数采用如下实现方式，请问这段代码是否仍然安全？

Test& bar() {
    Test &t = holder_[0];
    return t;
}

两段代码其实是完全等价的，安全性没有任何变化，依然是安全的。

具体原因如下：

• std::map的operator[]行为是明确的：如果键0已经存在于map中，它会返回对应Test对象的左值引用；如果不存在，则会默认构造一个Test实例插入map，再返回这个新对象的引用。
• 你的代码里，Clazz的构造函数已经通过holder_[0] = Test(42);完成了键0对应对象的初始化，所以后续调用bar()时，不管是直接返回holder_[0]，还是先把这个引用赋值给临时变量t再返回，拿到的都是map中已存在的那个Test对象的有效引用。
• foo函数里的const Test& t绑定的是map内存储的Test实例，这个实例的生命周期和Clazz对象c一致，不存在悬空引用的问题，程序可以正常输出预期结果。

简单说，修改后的bar只是多了一个中间引用变量，本质逻辑和原代码没有区别，引用有效性完全相同，代码依然安全。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fernando