C++ 堆栈分配的对象赋值和析构函数调用

Posted 2023-02-16

【中文标题】C++ 堆栈分配的对象赋值和析构函数调用

【英文标题】：C++ Stack-allocated object assignment and destructor call

【发布时间】：2017-05-07 17:17:06

【问题描述】：

我试图了解在为堆栈上分配的对象分配新值时出现的一些奇怪行为（对于同一数据集，析构函数被调用两次）。我将从代码 sn-p 及其输出开始：

    class Foo 
    public:
        Foo(const string& name) : m_name(name) 
            log("constructor");
        
        ~Foo() 
            log("destructor");
        
        void hello() 
            log("hello");
        
    private:
        string m_name;
        void log(const string& msg) 
            cout << "Foo." << this << " [" << m_name << "] " << msg << endl;
        
    ;

    int main() 

        
            Foo f "f1";
            f.hello();

            f = Foo "f2";
            f.hello();
        
        cout << "scope end" << endl;
    

输出：

    Foo.0x7fff58c66a58 [f1] constructor
    Foo.0x7fff58c66a58 [f1] hello
    Foo.0x7fff58c66a18 [f2] constructor
    Foo.0x7fff58c66a18 [f2] destructor
    Foo.0x7fff58c66a58 [f2] hello
    Foo.0x7fff58c66a58 [f2] destructor
    scope end

我预期会发生什么：

0x...58 在堆栈上创建/初始化 0x...18 在堆栈上创建/初始化 Foo 析构函数在 0x...58 被调用（使用 f1 数据） Foo 析构函数在 0x...18 被调用（使用 f2 数据）

实际发生的情况：

0x...58 在堆栈上创建/初始化 0x...18 在堆栈上创建/初始化 来自 0x...18 (f2) 的数据被复制到 0x...58 Foo 析构函数在 0x...18 被调用（使用 f2 数据） Foo 析构函数在 0x...58 处被调用（也带有 f2 数据）

所以最后，Foo 析构函数被调用两次以获取相同的数据 (f2)。显然我错过了一些关于它在内部如何工作的东西，所以有人可以指出我正确的方向吗？

【问题讨论】：

您不会看到"f1" 析构函数的消息，因为您复制了一个临时对象，该对象将f 持有的名称从"f1" 更改为"f2"。因此，您首先会看到临时的 "f2" 破坏，然后是原始实例（现在名为 "f2"）的破坏。注意数据不一样；它是具有相同值的副本。

如果你的类有析构函数，它几乎肯定也应该有一个拷贝构造函数和赋值运算符。

还有（可能）一个移动构造函数和移动赋值运算符（“五规则”）。

【参考方案1】：

您的实例 f 被分配了 Foo "f2" 的 副本，它不是 新 构造。

添加以下 operator= 覆盖以说明实际发生的情况。

Foo& Foo::operator=(const Foo& other) 
    cout << "Foo::operator=(const Foo& other)" << endl;
    m_name = other.m_name;  
    return *this;

【参考方案2】：

在创建第二个Foo 对象之前，您在地址0x..58 处只有一个对象。

Address: 0x..58            Data:  m_name "f1" 
Address: 0x..18            Data: unknown

f = Foo "f2"; 行首先创建一个新的 Foo 对象，其m_name 的值为"f2"，并将其存储在地址0x..18。然后它将这个对象分配给变量f。

此分配不会破坏f 中先前存在的对象，它只会将数据成员复制到其中。由于 Foo 对象只有一个数据成员 m_name，因此赋值只是将第二个对象的 m_name 复制到第一个对象中。

Address: 0x..58            Data:  m_name "f2" 
Address: 0x..18            Data:  m_name "f2" 

然后为这些对象中的每一个调用析构函数。输出并不意味着同一个对象被销毁两次，它只是意味着两个对象具有相同的m_name。