C++“靠近定义变量“之真正原因

本文探讨了C++中变量定义位置的选择对于代码效率的影响,特别是在面向对象编程中。通过具体的例子展示了延迟变量声明可以减少不必要的析构函数调用,从而节省资源。

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在C++中,都知道要“尽量靠近变量实际使用处进行定义”。对此条规则一般的理解是:这是C++对C“函数开始处进行变量定义”的一种优化,目的是方便程序员定义和使用变量。最近学习时发现,这个规则实际上和C++“面向对象的编程语言”本质密切相关。
考虑如下的类定义和代码段:

class X
{
public:
X() : m_number(2);
~X();
void SetNumber(int number){m_number = number;};
int GetNumber(){return m_number};
private:
m_number;
};

int main(int argc, char* argv[])
{
X x1;
X x2;

if (x1.GetNumber() == 0)
{
return 0;//第一个return
}

if (x2.GetNumber() == 2)
{
return 0;//第二个return
}

return 0;// 最后的return
}

这段代码申明了两个X的局部变量,x1和x2。如果按照C的申明方式把两个变量放在函数的开始处,那么,编译器在每个return返回处都必须对x1和x2调用析构函数。
如果把代码改成如下形式:

int main(int argc, char* argv[])
{
X x1;
if (x1.GetNumber() == 0)
{
return 0;//第一个return
}
X x2;
if (x2.GetNumber() == 2)
{
return 0;//第二个return
}

return 0;// 最后的return
}

也就是在使用x2前才申明x2,则第一个return处编译器就不用加入对x2析构函数的调用了。

如果函数申明了比较多的对象,而且函数析构的开销比较大,则“使用前才申明”就能可观地减小代码尺寸和运行时开销。由此观之,本条规定的来源实际上是:“C++是面向对象的编程语言,编译器会插入很多编程者未书写的代码来达成面向对象语义,如果不遵循该规则,这些编译器添加的代码会造成较大的开销”。

C++中,很多似乎无关紧要的规则都有其深刻的含义,不是随便规定的。

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