9.深刻理解临时对象的来源

来源:互联网 发布:淘宝天猫杜蕾斯可信吗 编辑:程序博客网 时间:2024/05/02 04:32
一般我们经常把仅仅需要一小段时间的变量成为临时变量。例如在一个swap(交换)程序中
template<class T>void swap(T& obj1,T& obj2){T tmp=obj1;obj1=obj2;obj2=tmp;}
通常把temp叫做临时变量。不过就C++而言,temp根本不是临时变量,它只是一个函数的局部对象。
在C++中真正的临时对象是看不见的,它们不出现在你的源代码中。建立一个没有命名的非堆(non-heap)对象会产生临时对象。
通常在两种条件下会产生这种未命名的对象:
1.为了使函数成功调用而进行隐式类型转换
2.函数返回对象时
理解如何和为什么建立这些临时对象是很重要的,因为构造和释放它们的开销对于程序的性能来说有着不可忽视的影响。
首先考虑为使函数成功调用而建立临时对象这种情况。当传送给函数的对象类型与参数类型不匹配时会产生这种情况。例如一个函数,它用来计算一个字符在字符串中出现的次数:
// 返回ch在str中出现的次数size_t countChar(const string& str, char ch);//声明char buffer[MAX_STRING_LEN];char c;// 读入到一个字符和字符串中,用setw 避免缓冲溢出cin >> c >> setw(MAX_STRING_LEN) >> buffer;cout << "There are " << countChar(buffer, c)<< " occurrences of the character " << c<< " in " << buffer << endl;
对于countChar的调用,第一个被传递的参数是字符数组,但是对应函数需要的参数类型是const string&。仅当消除类型不匹配后,才能成功进行这个调用,你的编译器很乐意替你消除它,方法是建立一个string类型的临时对象。通过以buffer做为参数调用string的构造函数来初始化这个临时对象。countChar的参数str被绑定在这个临时的string对象上。当countChar返回时,临时对象自动释放。
从效率的观点来看,临时string对象的构造和释放是不必要的开销。
仅当通过传值(by value)方式传递对象或传递常量引用(reference-to-const)参数时,才会发生这些类型转换。当传递一个非常量引用(reference-to-non-const)参数对象,就不会发生。考虑一下这个函数:
void uppercasify(string& str); //把str中所有的字符改变成大写
在字符计数的例子里,能够成功传递char数组到countChar中,但是在这里试图用char数组调用upeercasify函数,则不会成功:
char subtleBookPlug[] = "More Effective C++";
uppercasify(subtleBookPlug); // 错误!
没有为使调用成功而建立临时对象,为什么呢?
假设建立一个临时对象,那么临时对象将被传递到upeercasify中,其会修改这个临时对象,把它的字符改成大写。但是对subtleBookPlug函数调用的真正参数没有任何影响;仅仅改变了临时从subtleBookPlug生成的string对象。无疑这不是程序员所希望的。程序员传递subtleBookPlug参数到uppercasify函数中,期望修改subtleBookPlug的值。当程序员期望修改非临时对象时,对非常量引用(references-to-non-const)进行的隐式类型转换却修改临时对象。这就是为什么C++语言禁止为非常量引用(reference-to-non-const)产生临时对象。这样非常量引用(reference-to-non-const)参数就不会遇到这种问题。
建立临时对象的第二种环境是函数返回对象时。例如operator+必须返回一个对象,以表示它的两个操作数的和。例如给定一个类型Number,这种类型的operator+被这样声明:
const Number operator+(const Number& lhs,
const Number& rhs);
这个函数的返回值是临时的,因为它没有被命名;它只是函数的返回值。你必须为每次调用operator+构造和释放这个对象而付出代价。
综上所述,临时对象是有开销的,所以你应该尽可能地去除它们,然而更重要的是训练自己寻找可能建立临时对象的地方。在任何时候只要见到常量引用(reference-to-const)参数,就存在建立临时对象而绑定在参数上的可能性。在任何时候只要见到函数返回对象,就会有一个临时对象被建立(以后被释放)。学会寻找这些对象构造,你就能显著地增强透过编译器表面动作而看到其背后开销的能力。
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