C++特性探寻-参数传递和返回值

对于原始类型（或称基本类型），如int, char, float, 指针 等，参数传递和返回值不
会碰到什么难以理解的问题。能引起关注的焦点是，当我们把对象作为参数传递，或者
返回一个对象时，这里面发生了什么？

我个人觉得，“返回一个对象”的说法或概念尤其难以理解。例如函数f()返回一个对象
（类A的实例）：
    A a;
    a = f();    //
或者：
    f().f1();   // 调用A的成员函数f1()

对象会大的根本不可能放入寄存器中（象C/C++编译器对于基本类型所作的惯常处理那样
），那么这个对象是临时从栈中申请的吗？

但是，函数执行时从栈中申请的对象是无法传递出去的。因为函数执行完毕、出栈之后
，栈就会折叠、恢复。这就意味着该对象的生存期结束了，外部是不可以再访问或使用
这个对象的（坚持这样做是充满危险和非法的）：它消失了。如果我们强制让这个对象
可以为外部所使用，那么栈将无法得到恢复，包括先前压入栈中的函数参数，仍将滞留
在栈中。此种场面（和它带来的问题）实在太糟糕了。

那么这个对象从堆中申请如何？由于它是临时使用的，编译器还必须记得在恰当的时候
将之安全地删除。也许这原则上可以做到，但是也存在不妥之处。首先堆的访问操作效
率明显不如栈，其次（也许更严重的），编译器擅自使用堆，而没有让程序员知道（堆
的使用几乎是程序员的领地，来历不明的争用是难以容忍的）。

所以一种可能的较好的做法是，在函数调用前在栈上预先申请一块空间，准备用来存储
返回的对象。但是，为了让函数能够在返回把结果拷贝到这里，必须把这块地址传给函
数，这是一个隐含的操作（由编译器生成push指令完成）。

例如对于上面的f().f1()的调用，这条语句前半部分的行为可以这样描述：
    allocate space from stack for an object of A
    push address of this space      ; let me call it a_ptr
    push all parameters of function f()
    call f()
    recover stack (pop up all parameters and a_ptr )
   
这样一来，经过f()的调用后，我们得到的a_ptr指向一个A的实例，这正是所谓“返回的
”对象。接着，调用了成员函数f1()：
    a_ptr->f1()
    // destroy the temp object (*a_ptr)
我们记得，这是一个临时对象，所以调用f1()之后它将会被析构。

对于“声明并赋值”的写法，例如：
    A a = f();
前面所做的分析仍然完全适应。在这种情况下，我们发现那个临时对象有名字了，它就
是a。

但是对于象a = f() 这样的“声明，然后赋值”写法，情况正变得有趣。因为a已经存在
，我们发现可以不用在栈上申请用来容纳返回对象的临时空间。我们可以直接把a的地址
传递给函数f()，而不是那个临时对象的地址。这样做效率更高。结果是，函数在返回时
直接往a所占据的空间拷贝。

这的确非常精彩。至此函数返回对象的问题已得到解决。还必须强调一点：函数在返回
时无论向临时对象，还是目的对象拷贝，类的拷贝构造函数（copy constructor）都将
被执行。如果类没有定义显式的拷贝构造函数，那么将执行缺省的位拷贝（bitcopy）。

现在来看对象作为参数传递发生什么，例如：
    A x;
    f(x);       // suppose prototype of function f() is：void f(A a);
这里函数f需要一个A的对象参数（整个对象按值传递，既不是传递对象引用，也不是传
递对象指针）。不难想象，这需要在栈上先申请一块空间存放“传入”的对象。从函数f
()内部来看，这就是作为参数的对象a。然后，这块空间的地址被压入栈中，函数在内部
使用指向对象的地址来操作对象。但是，在实际执行call f()指令前，要先完成从x到a
的拷贝过程（因而拷贝构造函数会被调用）。

最后在函数f()返回前，a的析构函数会被调用。函数返回后，栈将恢复到调用前的水平
（容纳对象a的那块空间被“释放”了）。


Note：关键思想是从"thinking in C++"学到的。此前我并未意识到：从函数中返回一个
对象，事先直接将目的对象地址压栈（作为一个隐含的参数）。