C++中的临时对象

临时对象的产生

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,临时对象的产生在如下几个时刻:

1.  用构造函数作为隐式类型转换函数时,会创建临时对象。

class Integer
{
    public:
       Integer(int i) :m_val(i) {}
       ~Integer(){}
 
    private:
       int   m_val;
};
 
void Calculate(Integer itgr)
{
    // do something
}

那么语句:  int  i = 10;

    Calculate(i);

会产生一个临时对象,作为实参传递到Calculate 函数中。


2.  建立一个没有命名的非堆(non-heap)对象,也就是无名对象时,会产生临时对象。

如:

        Integer& iref = Integer(5);     //错误

       切记:C++不允许用非const引用一个临时对象,要改为const引用,大概是因为临时对象不能改变,默认为const类型。

       const  Integer& iref = Integer(5);     //用无名临时对象初始化一个引用,等价于Integer iref(5);

        Integer  itgr = Integer(5);           //用一个无名临时对象拷贝构造另一个对象

       按理说,C++应先构造一个无名的临时对象,再用它来拷贝构造itgr,由于该临时对象拷贝构造 itgr 后,就失去了任何作用,所以对于这种类型(只起拷贝构造另一个对象的作用)的临时对象,C++特别将其看做: Integer itgr(5); 即直接以相同参数构造目标对象,省略了创建临时对象这一步。

  Calculate( Integer(5) );        //无名临时对象作为实参传递给形参,函数调

              //用表达式结束后,临时对象生命期结束,被析构.

3.  函数返回一个对象值时,会产生临时对象,函数中的返回值会以值拷贝的形式拷贝到被调函数栈中的一个临时对象。

 Integer Func()
 {
      Integer itgr;
      return itgr;
 }
 
 void main()
 {
      Integer in;
      in = Func();
 }
表达式 Func() 处创建了一个临时对象,用来存储Func() 函数中返回的对象,临时对象由 Func() 中返回的 itgr 对象拷贝构造(值传递),临时对象赋值给 in后,赋值表达式结束,临时对象被析构。见下图:

看看如下语句:

                      Integer& iRef = Func(); //改为 const 引用就行了

用一个临时对象去初始化iRef 引用,一旦该表达式执行结束,临时对象的生命周期结束,便被结束,iRef引用的尸体已经不存在,接下来任何对 iRef 的操作都是错误的。


很实用的测试例子

下面,来看看实际的测试结果,代码如下:

#include <iostream>
#include <iomanip>

using namespace std;

class VECTOR3
{
	public:
	    VECTOR3()
	       :x(0.0f),y(0.0f),z(0.0f)
	    {
	       std::cout<<"VECTOR3 Default Constructor "
	               <<std::setiosflags(std::ios_base::hex)<<this
	               <<std::endl;
	    }
	 
	    VECTOR3(float fx, float fy, float fz)
	       :x(0.0f),y(0.0f),z(0.0f)
	    {
	       std::cout<<"VECTOR3 Parameter Constructor "
	               <<std::setiosflags(std::ios_base::hex)<<this
	               <<std::endl;
	    }
	 
	    VECTOR3(const VECTOR3& rht)
	       :x(rht.x), y(rht.y), z(rht.z)
	    {
	       std::cout<<"VECTOR3 Copy Constructor "
	           <<std::setiosflags(std::ios_base::hex)<<this
	           <<" from rht : "
	           <<std::setiosflags(std::ios_base::hex)<<&rht
	           <<std::endl;
	    }
	 
	    ~VECTOR3()
	    {
	       std::cout<<"VECTOR3 Destructor "
	               <<std::setiosflags(std::ios_base::hex)<<this
	               <<std::endl;
	    }
	 
	    VECTOR3& operator = (const VECTOR3& rht)
	    {
	       if( &rht == this )
	           return *this;
	 
	       x = rht.x;
	       y = rht.y;
	       z = rht.z;
	 
	       std::cout<<"VECTOR3 operator = left oper : "
	               <<std::setiosflags(std::ios_base::hex)<<this
	               <<" right oper : "
	               <<std::setiosflags(std::ios_base::hex)<<&rht
	               <<std::endl;
	 
	       return *this;
	    }
	private:
    	float x;
    	float y;
    	float z;
	friend VECTOR3 Func1();
	friend VECTOR3 Func2();
};
 
VECTOR3 Func1()
{
    return VECTOR3(1.0f, 1.0f, 1.0f);
}
 
VECTOR3 Func2()
{
    VECTOR3 ret;
    ret.x = 2.0f;
    ret.y = 2.0f;
    ret.z = 2.0f;
    return ret;
}
 
 
int main()
{
	VECTOR3 v1 = Func1();
    
	v1 = Func1();
 
	VECTOR3 v2 = Func2();
        
	VECTOR3 v3;
	
	v3 = Func2();
	
	return 0;
}

分析:

<1>.VECTOR3 v1 = Func1();

该语句的执行过程本该是:

    1>. 在 Func1() 中构造一个无名对象

    2>. 由 Func1() 中的无名对象拷贝构造调用表达式处的临时对象

    3>. 再由临时对象拷贝构造v1

    4>. Func1() 返回,析构无名对象

    5>. 整个语句结束,析构临时对象

但是c++ 会优化上述过程,省略了 1>. 2>. 处的临时对象创建,直接以1.0f, 1.0f, 1.0f 为参数构造v1,这样只会有一次构造函数的调用。结果

如图:

<2>.v1 = Func1();

该语句的执行过程本该是:

    1>. 在 Func1() 中构造一个无名对象

    2>. 由 Func1() 中的无名对象拷贝构造调用表达式处的临时对象

    3>. 再由临时对象赋值给v1 (赋值运算符)

    4>. Func1() 返回,析构无名对象

    5>. 整个语句结束,析构临时对象

但是c++ 会优化上述过程,省略了 2>. 处的无名临时对象创建,直接以1.0f, 1.0f, 1.0f 为参数构造调用表达式处的临时对象,因为是赋值,所以这个临时对象是无法被优化的,赋值完毕后,表达式结束,临时对象被析构。结果如图:



<3>.VECTOR3 v2 = Func2();

       这个和<1>一样,优化为以直接以临时变量初始化v2

结果如图:


<4>.VECTOR3 v3v3 = Func2();

执行过程如下:

    1>. 构造v3

    2>. 进入Func2(),构造ret

    3>. 返回ret,用ret拷贝构造到调用表达式处的临时对象

    4>. Func2()结束,ret被析构

    5>. 临时对象赋值给v3

    6>. 赋值表达式结束,析构临时对象

结果如图:


程序最后析构 v1、v2、v3


综上所述,可得如下结论:

<1>. 在使用一个临时对象( 可能是无名对象 或者 返回对象值时 ) 创建构造另一个对象的过程的中,c++会优化掉该临时对象的产生,直接以相同参数调用相关构造函数构或者直接调用拷贝构造函数到目标对象.

<2>. 若不是对象创建,而是对象赋值,则在赋值表达式的右值处的临时对象创建不能省略,临时对象赋值给左值后,表达式结束,临时对象被析构。


转自:http://www.cnblogs.com/daocaoren/archive/2011/07/19/2110258.html (对自己不十分认同的地方做了修改)

<think>好的,我需要回答用户关于C++临时对象创建顺序规则和生命周期的问题。首先,我得回忆一下相关的知识,可能涉及到构造的顺序,临时对象的生成时机,以及它们的生命周期管理。 用户提到的引用[4]里提到了构造,还有类对象的销毁顺序,这可能和临时对象的生命周期有关。临时对象通常是在表达式求值过程中创建的,比如函数返回的临时对象,或者类型转换时生成的。它们的生命周期一般持续到包含它们的完整表达式结束为止。例如,如果一个函数返回一个对象,这个临时对象会在表达式结束后被销毁。 接下来,创建顺序方面,可能需要考虑表达式中各子表达式的求值顺序。C++中,函数参数的求值顺序是不确定的,所以临时对象的创建顺序可能因编译器而异,除非有序列点。不过,在完整的表达式内,临时对象会按照它们被创建的顺序逆序销毁,也就是后创建的先。 生命周期方面,临时对象的默认生命周期是到完整表达式结束,但如果被绑定到常量引用(const引用),则生命周期会延长到引用的作用域结束。例如,const MyClass& ref = MyClass();,这时临时对象的生命周期会和ref的作用域一致。 此外,用户提供的引用[3]提到了const成员函数,这可能与临时对象的使用场景有关,比如在调用成员函数时,临时对象可能作为隐式的this参数,但这里可能关系不大。 需要确认临时对象在函数传参时的生成顺序,比如当传递多个临时对象作为参数时,它们的构造顺序是否确定。根据C++标准,函数参数的求值顺序是未指定的,因此临时对象构造顺序可能不确定,这可能导致不同编译器有不同的行为。 另外,拷贝构造函数和移动构造函数在临时对象生成中的作用也很重要。当临时对象被用来初始化另一个对象时,可能会触发拷贝或移动操作,但编译器通常会进行优化,比如返回值优化(RVO)或命名返回值优化(NRVO),以减少不必要的临时对象创建。 总结一下,临时对象的创建顺序受限于表达式求值的顺序,而生命周期则取决于它们是否被绑定到引用以及所在的表达式。需要将这些点整理成结清晰的回答,并生成相关问题。</think>### C++临时对象的创建顺序与生命周期规则 #### 一、临时对象的创建条件 1. **函数返回值**:函数返回非引用类型的对象时,例如: ```cpp MyClass create() { return MyClass(); } MyClass obj = create(); // 返回值生成临时对象 ``` 2. **隐式类型转换**:当类型不匹配时触发转换,例如: ```cpp void func(const std::string& s); func("hello"); // 生成临时std::string对象 ``` 3. **表达式中间结果**:例如运算符重载产生的中间对象: ```cpp MyClass a = b + c + d; // operator+可能生成临时对象 ``` #### 二、创建顺序规则 1. **表达式求值顺序**:C++标准未规定函数参数的求值顺序[^1],例如: ```cpp func(createA(), createB()); // A和B的创建顺序不确定 ``` 2. **构造顺序依赖**:临时对象按表达式逻辑顺序生成,但部分情况由编译器决定: ```cpp MyClass x = a + (b * c); // 先计算b*c生成临时对象,再计算a+结果 ``` #### 三、生命周期规则 1. **默认规则**:临时对象在完整表达式结束时销毁: ```cpp func(MyClass()); // 临时对象在func返回后销毁 ``` 2. **绑定到const引用**:生命周期延长至引用作用域结束: ```cpp { const MyClass& ref = MyClass(); // 临时对象生命周期延长至此作用域结束 } ``` 3. **C++17临时物化**:临时对象在需要时“物化”,例如: ```cpp MyClass&& rref = MyClass(); // 直接绑定右值引用,生命周期不延长 ``` #### 四、构造顺序 1. **逆序原则**:后生成的临时对象: ```cpp // 生成顺序:temp1 -> temp2 // 顺序:temp2 -> temp1 ``` 2. **拷贝优化**:编译器可能通过RVO/NRVO消除临时对象: ```cpp MyClass create() { return MyClass(); // 直接构造在调用者栈帧,无临时对象 } ```
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