c++ 臨時對象的來源

更新時間：2013年01月02日 17:56:54 作者：

大家可能對這個臨時對象這個概念還不是很清楚，那么首先我們花一些時間來理解臨時對象

首先看下面一端代碼：

 #include <iostream>
 void swap( int &a,int &b)
 {
     int temp;
     temp=a;
     a=b;
     b=temp;
 }

 int main(int argc,char** argv)
 {
     int a=1,b=2;
     swap(a,b);
     std::cout<<a<<"-----"<<b<<std::endl;
     return 0;
 }

結(jié)果為
2-----1
可能大多數(shù)園友，認為"int temp"是"臨時對象"，但是其實不然，"int temp"僅僅是swap函數(shù)的局部變量。

臨時對象是代碼中看不到的，但是實際程序中確實存在的對象。臨時對象是可以被編譯器感知的。

為什么研究臨時對象？
主要是為了提高程序的性能以及效率，因為臨時對象的構(gòu)造與析構(gòu)對系統(tǒng)開銷也是不小的，所以我們應該去了解它們，知道它們?nèi)绾卧斐?，從而盡可能去避免它們。

臨時對象建立一個沒有命名的非堆對象會產(chǎn)生臨時對象。（不了解什么是堆對象和非堆對象，可以參考C++你最好不要做的這一博文，這里面有介紹。）這種未命名的對象通常在三種條件下產(chǎn)生:為了使函數(shù)成功調(diào)用而進行隱式類型轉(zhuǎn)換時候、傳遞函數(shù)參數(shù)和函數(shù)返回對象時候。

那么首先看看為了使函數(shù)成功調(diào)用而進行隱式類型轉(zhuǎn)換。

復制代碼代碼如下:

 #include <iostream>
  int countChar(const std::string & s,const char c)
  {
      int count=0;
      for(int i=0;i<s.length( );i++)
      {
          if(*(s.c_str( )+i) == c)
          {
              count++;
         }
    }
     return count;
 }

 int main(int argc,char** argv)
 {
     char buffer[200];
     char c;
     std::cout<<"please input the string:";
     std::cin>>buffer;
     std::cout<<"please input the char which you want to chount:";
     std::cin>>c;
     int count=countChar(buffer,c);
     std::count<<"the count is:"<<count<<std::endl;
     return 0;
 }

結(jié)果為：

這里調(diào)用函數(shù)countChar(const std::string& s,const char& c)，那么我們看看這個函數(shù)的形參是const std::string &s,形參類型為const std::string,但是實際上傳遞的是char buffer[200]這個數(shù)組。其實這里編譯器為了使函數(shù)調(diào)用成功做了類型轉(zhuǎn)換，char *類型轉(zhuǎn)換為了std::string類型，這個轉(zhuǎn)換是通過一個賦值構(gòu)造函數(shù)進行的，以buffer做為參數(shù)構(gòu)建一個std::string類型的臨時對象。當constChar返回時，即函數(shù)撤銷，那么這個std::string臨時對象也就釋放了。但是其實從整個程序上來說臨時對象的構(gòu)造與釋放是不必要的開銷，我們可以提高代碼的效率修改一下代碼避免無所謂的轉(zhuǎn)換。所以知道臨時對象的來源，可以對程序性能上有一個小小提升。

注意僅當通過傳值方式傳遞對象或者傳遞常量引用參數(shù)，才會發(fā)生這類型的轉(zhuǎn)換，當傳遞非常量引用的參數(shù)對象就不會發(fā)生。因為傳遞非常量的引用參數(shù)的意圖就是想通過函數(shù)來改變其傳遞參數(shù)的值，但是函數(shù)其實是改變的類型轉(zhuǎn)換建立的臨時對象，所以意圖無法實現(xiàn)，編譯器干脆就直接拒絕。

第二種情況是大家熟悉的函數(shù)傳遞參數(shù)的時候，會構(gòu)造對應的臨時對象?？聪旅嬉欢未a運行的結(jié)果想必就一清二楚了。

復制代碼代碼如下:

#include<iostream>
class People
{
     public:
         People(std::string n,int a)
         :name(n),age(a)
         {
             std::count<<"h2"<<std::endl;
         }
        People( )
        {
            std::count<<"h1"<<std::endl;
        }
        People(const People& P)
        {
            name=p.name;
            age=p.age;
            std::cout<<"h3"<<std::endl;
        }
        std::string name;
        int age;
};

void swap(People p1,People p2)
{
    People temp;
    temp.age=p1.age;
    temp.name=p1.name;
    p1.age=p2.age;
    p1.name=p2.name;
    p2.age=temp.age;
    p2.name=temp.name;
}

int main(int argc, char ** argv)
{
    People p1("tom",18),p2("sam",19);
    swap(p1,p2);
    return 0;
}

結(jié)果為：

這里分析下前面兩個"h2"是通過調(diào)用構(gòu)造函數(shù)People(std::string n,int a)打印出來的，而"h3"就是通過調(diào)用復制構(gòu)造函數(shù)People(const People&)而建立臨時對象打印出來的，h1是調(diào)用默認構(gòu)造函數(shù)People( )打印出來的。那么怎么避免臨時對象的建立呢？很簡單，我們通過引用實參而達到目的

void swap(People &p1,People &p2)
第三種情景就是函數(shù)返回對象時候。這里要注意臨時對象的創(chuàng)建是通過復制構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造出來的。

例如 const Rationanl operator+(Rationanl a,Rationanl b)該函數(shù)的返回值的臨時的，因為它沒有被命名，它只是函數(shù)的返回值。每回必須為調(diào)用add構(gòu)造和釋放這個對象而付出代價。

復制代碼代碼如下:

 #include <iostream>
 class Rationanl
 {
     public:
         Rationanl(int e,int d)
         :_elemem(e),_denom(d)
         {
             std::cout<<"h2"<<std::endl;
         }
         void show( ) const;
         int elemem() const {return _elemem;}
         int denom() const {return _denom;}
         void  setElemon(int e){_elemon=e;}
         void  setDenom(int d) {_denom=d;}
         Rationanl(const Rationanl &r);
         Rationanl & operator=(const Rationanl &r);
     private:
         int _elemem;
         int _denom;
 };
 Rationanl::Rationanl(const Rationanl &r)
 {
     setElemon(r.elemon( ));
     setDenom(r.denom( ) );
     std::cout<<"h3"<<std::endl;
 }
 Rationanl & Rationanl::operator=(const Rationanl &r)
 {
     setElemon(r.elemon( ));
     setDenom(r.denom( ) );
     std::cout<<"h4"<<std::endl;
     return *this;
 }

 void Rationanl::show( )
 {
         std::cout<<_elemen<<"/"<<_denom<<std::endl;
 }
 const Rationanl operator*(const Rationanl lhs,const Rationanl rhs)
 {
     return Rational result(lhs.elemen*rhs.elemen,rhs.denom*rhs.denom);
 }

 int main(int argc,char **argv)
 {
     Rationanl r1(1,2),r2(1,3)
     Rationanl r3=r1*r2;    //GCC做了優(yōu)化，沒有看到臨時變量。編譯器直接跳過建立r3,使用賦值符號
     r3.show( );
     //相當于  (r1*r2).show( );
     return 0;
 } 