C++简明分析临时对象是什么
时间：2022-12-15 10:31:29 | 栏目：C代码 | 点击：次
一、初探临时对象
1.问题
下面的程序输出什么?为什么?
下面编写程序进行实验：
#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;
}
输出结果如下：
程序意图：
- 在 Test() 中以 0 作为参数调用 Test(int i)
- 将成员变量 mi 的初始值设置为 0
运行结果：
- 成员变量 mi 的值为随机值
2.思考
构造函数是一个特殊的函数
- 是否可以直接调用?
- 是否可以在构造函数中调用构造函数?
- 直接调用构造函数的行为是什么?
3.答案
- 直接调用构造函数将产生一个临时对象
- 临时对象的生命周期只有一条语句的时间（过了这条 C++ 语句，临时对象将被析构而不复存在）
- 临时对象的作用域只在一条语句中
- 临时对象是 C++ 中值得警惕的灰色地带
可以将上面代码写成这样，避免临时对象：
#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;
}
输出结果如下：
再来看一个程序，深刻体会一下临时对象：
#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;
}
输出结果如下：
这个程序很好的说明了临时对象的生命周期只有一条语句的时间（过了这条 C++ 语句，临时对象将被析构而不复存在）
二、编译器的行为
现代 C++ 编译器在不影响最终执行结果的前提下，会尽力减少临时对象的产生！！！
下面来看一个例子：
#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); 等价于 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;
}
输出结果如下：
注意两点：
- 通过输出结果可以看到【编译器并没有按照生成临时对象，再用临时对象初始化 t 对象（其中涉及调用拷贝构造函数）】的步骤，因为现代的编译器都会尽力避免临时对象的产生。
- Test t = Test(10); 等价于 Test t = 10; 写成Test t = 10; 可以杜绝临时对象的产生。因为临时对象的产生会带来性能上的问题，Test t = Test(10); 相当于调用了两次构造函数， 而 Test t = 10; 少调用一次函数，性能得到提升。
三、小结
- 直接调用构造函数将产生一个临时对象
- 临时对象是性能的瓶颈，也是 bug 的来源之一
- 现代 C++ 编译器会尽力避开临时对象
- 实际工程开发中需要人为的避开临时对象