C++中能否实现返回多个char成员变量引用的成员函数？

我需要编写一个类的成员函数，返回多个char成员变量的引用。现有类定义如下：

class Foo {
public:
    Foo() {// ... constructor }
    
    std::string& func();

private:
    char ch1 = 'a', ch2 = 'b', ch3 = 'c';
};

我尝试的以下代码无法满足需求，因为局部变量的生命周期仅限于函数调用范围：

std::string& func()
{
    std::string total = "";
    total += this->ch1;
    total += this->ch2;
    total += this->ch3;
    
    return total;
}

同时我不想使用new为局部变量分配内存后再手动delete，也不愿为类新增用于返回的成员变量。请问这种需求是否可行？若可行，该如何实现？

你的需求是可行的，核心是要避开返回局部对象引用的错误做法，结合你的限制条件，有两种合理实现方式：

1. 返回std::string值而非引用 #

如果你的实际需求是把多个char成员拼接成字符串返回，直接返回字符串对象即可。现代C++的返回值优化会自动消除不必要的拷贝，性能无额外损耗，同时彻底避免悬垂引用问题：

std::string func()
{
    std::string total;
    total += ch1;
    total += ch2;
    total += ch3;
    return total;
}

2. 返回多个char成员的独立引用 #

如果你确实需要返回每个char成员的单独引用，可以用std::tuple来封装多个引用：

#include <tuple>

std::tuple<char&, char&, char&> func()
{
    return {ch1, ch2, ch3};
}

使用时可以通过C++17的结构化绑定直接获取引用，修改这些引用会直接作用于原类对象的成员：

Foo foo;
auto [ch1_ref, ch2_ref, ch3_ref] = foo.func();
ch1_ref = 'x'; // 直接修改foo的ch1成员

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