C++类成员函数返回类对象：读变量正常，赋值变量失效

我编写了如下C++代码，发现调用ParentClass的getSubsidiaryClass()返回的对象调用putLittleDouble()无法修改成员变量，但读取变量正常；而调用返回引用的getSubsidiaryClassReference()和返回指针的getSubsidiaryClassPointer()则可正常修改。已排除访问权限问题，想了解为何第一种方法失效，后两种可行？

#include <iostream>

class SubsidiaryClass {

    private:
        double                 little_double;

    public:
        double                 getLittleDouble()                                      {return little_double;}
        void                   putLittleDouble(double input)                          {little_double = input; return;}
};

class ParentClass {

    private:
        double                 little_double;
        SubsidiaryClass        subsidiary_class;
 
    public:
        double                 getLittleDouble()                                      {return little_double;}
        void                   putLittleDouble(double input)                          {little_double = input; return;}

        SubsidiaryClass        getSubsidiaryClass()                                   {return subsidiary_class;}
        SubsidiaryClass&       getSubsidiaryClassReference()                          {return subsidiary_class;}
        SubsidiaryClass*       getSubsidiaryClassPointer()                            {return &subsidiary_class;}

};

int main() {

    ParentClass parent_class;
  
    parent_class.getSubsidiaryClass().putLittleDouble(1.1);                                    // does not work, no error message 
    std::cout << parent_class.getSubsidiaryClass().getLittleDouble() << std::endl;

    parent_class.getSubsidiaryClassReference().putLittleDouble(2.2);                          // works fine
    std::cout << parent_class.getSubsidiaryClassReference().getLittleDouble() << std::endl;
    std::cout << parent_class.getSubsidiaryClass().getLittleDouble() << std::endl;

    parent_class.getSubsidiaryClassPointer() -> putLittleDouble(3.3);    // works fine
    std::cout << parent_class.getSubsidiaryClassPointer() -> getLittleDouble() << std::endl;    // works fine
    std::cout << parent_class.getSubsidiaryClass().getLittleDouble() << std::endl;

    return 0;

}

核心原因：返回值类型决定操作的是原对象还是副本 #

1. getSubsidiaryClass() 返回值的问题 #

这个函数的返回类型是SubsidiaryClass（值类型），调用它时会复制一份ParentClass内部的subsidiary_class对象，返回的是这个临时副本。你调用putLittleDouble(1.1)修改的是这个临时副本的成员变量，执行完这行代码后，这个临时副本就会被销毁，ParentClass里的原对象完全没被改动。

而后续读取时，getSubsidiaryClass()又会生成一个新的副本，读取的是新副本的默认值（double类型默认初始化是0），所以看起来好像读取正常但修改无效。

2. getSubsidiaryClassReference() 返回引用的作用 #

返回类型SubsidiaryClass&是引用类型，引用可以理解为原对象的“别名”，返回的引用直接指向ParentClass内部的subsidiary_class对象。调用putLittleDouble(2.2)时，操作的就是原对象本身，修改自然会生效，后续不管是通过引用还是再次调用值返回的函数（此时新副本会复制原对象的修改后的值），都能读到正确的结果。

3. getSubsidiaryClassPointer() 返回指针的作用 #

返回类型SubsidiaryClass*是指针，指针存储的是ParentClass内部subsidiary_class对象的内存地址。通过指针->调用函数时，直接访问的是该地址对应的原对象内存，所以修改操作直接作用在原对象上，效果和返回引用一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user26521688