C++--临时对象与经典问题

Posted 2021-12-03

一.临时对象

Q:下面的程序将输出什么？为什么？

#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
    int mi;
public:
    Test(int i)
    {
        mi=i;
    }
    Test()
    {
        Test(0);
    }
    void print()
    {
        cout<<"mi="<<mi<<endl;
    }
};
int main()
{
    Test t;
    t.print();

    return 0;
}

由上面的程序可以得出，该程序的本意在Test()中以0作为参数调用Test(int),t同时将mi初始值设置为0，并将其打印出来
运行结果如图所示

由运行结果得知，mi的初始值为随机值，从这里得出一个疑问，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？
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，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
解决方法代码如下

#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
    int mi;
    void init(int i)
    {
        mi=i;
    }
public:
    Test(int i)
    {
        init(i);
    }
    Test()
    {
        init(0);
    }
    void print()
    {
        cout<<"mi="<<mi<<endl;
    }
};
int main()
{
    Test t;
    t.print();

    return 0;
}

运行结果

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
代码示例

#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 = Test(10); // ==> Test t = 10;
    Test tt = func();  // ==> Test tt = Test(20); ==> Test tt = 20;

    t.print();
    tt.print();

    return 0;
}

猜想：生成临时对象，用临时对象初始化t，调用拷贝构造函数
运行结果

可以看到，当定义了一个init函数并调用之后，mi初始值为0
小结
1.直接调用构造函数将产生一个临时对象
2.临时对象是性能的瓶颈，也是Bug的来源之一
3.实际工程开发需要人为ide避开临时对象

二.经典问题

A.关于析构的疑问
a.单个对象创建时构造函数的调用顺序
1.调用父类的构造顺序
2.调用成员变量的构造函数--调用顺序与声明顺序相同
3.调用类自身的构造函数--析构函数与对应构造函数的调用顺序相反

1.第一种情况--多个对象析构时(析构顺序与构造顺序相反)
代码示例

#include <iostream>
using namespace std;

class Member
{
    const char* ms;
public:
    Member(const char* s)
    {
        cout<<"Member(const char* s):"<< s<<endl;;

        ms = s;
    }
    ~Member()
    {
        cout<<"~Member():" <<ms<<endl;;
    }
};

class Test
{
    Member mA;
    Member mB;
public:
    Test() : mB("mB"), mA("mA")
    {
        cout<<"Test()"<<endl;
    }
    ~Test()
    {
        cout<<"~Test()"<<endl;
    }
};

Member gA("gA");

int main()
{
    Test t;  
    return 0;
}

代码分析:先对定义的Member gA("gA")进行构造，再对Test类中的成员变量的构造函数，最后对自身的构造函数进行调用，析构顺序与构造顺序相反
运行结果

析构：对于栈对象和全局对象，类似于入栈于出栈的顺序，最后构造的对象被最先析构，堆对象的析构发生在使用delete的时候，于delete的使用顺序相关
B.const关键字能否修饰类的对象？如果可以，有什么特性?
1.const关键字能够修饰对象
2.const修饰的对象为只读对象
3.只读对象的成员变量不允许被改变
4.只读对象是编译阶段的概念，运行时无效
C++中的const成员函数
1.const对象只能调用const的成员函数
2.const成员函数中只能调用const成员函数
3.const成员函数中不能直接改写成员变量的值
const成员函数的定义：Type ClassName::function(Type p)const--类中的函数声明与实际函数定义都必须带const关键字
代码示例

#include <iostream>
using namespace std;

class Test
{
    int mi;
public:
      int mj;
    Test(int i);
    Test(const Test& t);
    int getMi()const;
};

Test::Test(int i)
{
    mi = i;
}

Test::Test(const Test& t)
{

}

int Test::getMi()const
{
    return mi;
}

int main()
{
    const Test t(1);
    t.mj=1000;
    return 0;
}

由程序可得，const修饰了对象t,而下一步又对t.mj进行赋值，这时程序会报错，因为是只读的

这时对程序进行修改

程序运行的结果如图所示
出现该问题的原因是const成员函数中只能调用const成员函数，需要在getMi加const来进行修饰
进行修改以及运行结果图

小结
1.对象的析构顺序与构造顺序相反
2.const关键字能够修饰对象，得到只读对象
3.只读对象只能调用const成员函数