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C++簡明分析臨時對象是什么_C 語言

作者：清風自在?流水潺潺 ? 更新時間： 2022-06-21 編程語言

一、初探臨時對象

1.問題

下面的程序輸出什么?為什么?

下面編寫程序進行實驗：

#include <stdio.h>
class Test {
    int mi;
public:
    Test(int i) {
        mi = i;
    }
    Test() {
        Test(0);
    }
    void print() {
        printf("mi = %d\n", mi);
    }
};
int main()
{
    Test t;
    t.print();
    return 0;
}

輸出結果如下：

程序意圖：

  • 在 Test() 中以 0 作為參數調用 Test(int i)
  • 將成員變量 mi 的初始值設置為 0

運行結果：

  • 成員變量 mi 的值為隨機值

2.思考

構造函數是一個特殊的函數

  • 是否可以直接調用?
  • 是否可以在構造函數中調用構造函數?
  • 直接調用構造函數的行為是什么?

3.答案

  • 直接調用構造函數將產生一個臨時對象
  • 臨時對象的生命周期只有一條語句的時間（過了這條 C++ 語句，臨時對象將被析構而不復存在）
  • 臨時對象的作用域只在一條語句中
  • 臨時對象是 C++ 中值得警惕的灰色地帶

可以將上面代碼寫成這樣，避免臨時對象：

#include <stdio.h>
class Test {
    int mi;
    void init(int i)
    {
        mi = i;
    }
public:
    Test(int i) {
       init(i);
    }
    Test() {
       init(0);
    }
    void print() {
        printf("mi = %d\n", mi);
    }
};
int main()
{
    Test t;
    t.print();
    return 0;
}

輸出結果如下：

再來看一個程序，深刻體會一下臨時對象：

#include <stdio.h>
class Test {
    int mi;
    void init(int i)
    {
        mi = i;
    }
public:
    Test(int i) {
        printf("Test(int i)\n");
        init(i);
    }
    Test() {
        printf("Test()\n");
        init(0);
    }
    void print() {
        printf("mi = %d\n", mi);
    }
    ~Test()
    {
        printf("~Test()\n");
    }
};
int main()
{
    printf("main begin\n");
    Test();
    Test(10);
    printf("main end\n");
    return 0;
}

輸出結果如下：

這個程序很好的說明了臨時對象的生命周期只有一條語句的時間（過了這條 C++ 語句，臨時對象將被析構而不復存在）

二、編譯器的行為

現代 C++ 編譯器在不影響最終執行結果的前提下，會盡力減少臨時對象的產生！！！

下面來看一個例子：

#include <stdio.h>
class Test
{
    int mi;
public:
    Test(int i)
    {
        printf("Test(int i) : %d\n", i);
        mi = i;
    }
    Test(const Test& t)
    {
        printf("Test(const Test& t) : %d\n", t.mi);
        mi = t.mi;
    }
    Test()
    {
        printf("Test()\n");
        mi = 0;
    }
    int print()
    {
        printf("mi = %d\n", mi);
    }
    ~Test()
    {
        printf("~Test()\n");
    }
};
Test func()
{
    return Test(20);
}
int main()
{
    //Test t(10); 等價于 Test t = Test(10);
    Test t = Test(10); // ==> Test t = 10;
    Test tt = func();  // ==> Test tt = Test(20); ==> Test tt = 20;
    t.print();
    tt.print();
    return 0;
}

輸出結果如下：

注意兩點：

  • 通過輸出結果可以看到【編譯器并沒有按照生成臨時對象，再用臨時對象初始化 t 對象（其中涉及調用拷貝構造函數）】的步驟，因為現代的編譯器都會盡力避免臨時對象的產生。
  • Test t = Test(10); 等價于 Test t = 10; 寫成Test t = 10; 可以杜絕臨時對象的產生。因為臨時對象的產生會帶來性能上的問題，Test t = Test(10); 相當于調用了兩次構造函數， 而 Test t = 10; 少調用一次函數，性能得到提升。

三、小結

  • 直接調用構造函數將產生一個臨時對象
  • 臨時對象是性能的瓶頸，也是 bug 的來源之一
  • 現代 C++ 編譯器會盡力避開臨時對象
  • 實際工程開發中需要人為的避開臨時對象

原文鏈接：https://blog.csdn.net/weixin_43129713/article/details/124188079

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