如何用GMock的MOCK_METHOD模拟返回引用的重载类型转换运算符？

问题场景 #

你有一个重载了返回引用类型的类型转换运算符的类，示例如下：

class MyClass : public MyClassInterface {
  public:
    virtual ~MyClass() override;
    operator const int&() const override {
        return m_value;
    }
  private:
    int m_value{};
};

可以通过int val = myclass;的方式获取值。

你参考了以下可正常编译的gmock模拟示例：

class Foo {
  public:
virtual ~Foo() {}
virtual int operator[](int index) = 0;
};

class MockFoo : public Foo {
  public:
MOCK_METHOD(int, BracketOp, (int index));
virtual int operator[](int index) override { return BracketOp(index); }
};

但适配自己的需求时写出了如下代码，出现编译错误：

class Bar {
  public:
virtual ~Bar() {}
virtual operator const int&() = 0;
};

class MockBar : public Bar {
  public:
MOCK_METHOD(int, RefOp, ());
virtual operator const int&() override { return RefOp(); }
};

错误信息 #

error: returning reference to temporary [-Werror=return-local-addr]
 1173 |     virtual operator const int&() override { return RefOp(); }
      |                                                     ~~~~~^~

错误原因 #

• RefOp()被声明为返回值类型int，当你在类型转换运算符中返回它的结果时，会生成一个临时int对象。而类型转换运算符要求返回const int&引用，引用绑定到这个临时对象后，临时对象会在当前语句结束后立即销毁，导致引用变成悬空引用，这就是编译器抛出错误的核心原因。
• 对比MockFoo的情况：operator[]和BracketOp都返回值类型int，直接返回值不存在引用绑定临时对象的问题，因此可以正常编译。

修复方案 #

需要让模拟方法RefOp()的返回类型与纯虚运算符的返回类型一致，即返回const int&，同时要确保引用指向的对象具有足够长的生命周期（比如Mock类内部持有成员变量，或通过gmock动作返回对外部持久对象的引用）。

修改后的正确代码 #

class Bar {
  public:
virtual ~Bar() {}
virtual operator const int&() = 0;
};

class MockBar : public Bar {
  public:
    // 将RefOp的返回类型改为const int&，匹配运算符的返回类型
    MOCK_METHOD(const int&, RefOp, ());
    virtual operator const int&() override { 
        return RefOp(); 
    }

  private:
    // 可选：如果需要模拟固定值，可持有一个成员变量供引用返回
    int m_mock_value{};
};

使用示例 #

通过gmock的ReturnRef动作指定返回的引用对象，确保对象生命周期足够：

MockBar mock_bar;
int test_val = 42;
// 指定RefOp返回test_val的引用
EXPECT_CALL(mock_bar, RefOp())
    .WillRepeatedly(ReturnRef(test_val));

// 使用类型转换
const int& val_ref = mock_bar;
int val = mock_bar;

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ingo