c++临时对象（无名对象）

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前言

临时对象（temporary object）是编译器在需要时自动创建的一种无名对象，通常用于表达式求值、函数返回以及类型转换等场景。临时对象在需要时会被创建，并在表达式求值结束后被销毁。了解临时对象的行为和用途对于编写高效和正确的C++代码至关重要。

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一、临时对象的创建场景

1.1 表达式求值

当运算符操作数需要不同类型转换时，编译器可能会创建临时对象。

例子如下：

class MyClass {  
public:  
    MyClass(int x) {}  
    MyClass(const MyClass& other) {}  
};  

MyClass obj1(10);  
MyClass obj2 = obj1 + 20; // 这里可能会创建一个临时对象来存储 obj1 和 20 的转换结果

在上述代码中，为了计算 obj1 + 20，编译器可能会创建一个临时对象，将 obj1 转换为适合与 20 相加的形式。

1.2 函数返回

当函数返回一个对象时，如果没有使用命名返回值优化（Named Return Value Optimization, NRVO），可能会创建一个临时对象来存储返回值。

MyClass createObject() {  
    MyClass obj(10);  
    return obj; // 这里可能会创建一个临时对象来存储返回值  
}  

MyClass obj3 = createObject();

在上面的代码中，createObject 函数返回的对象 obj 可能会被复制到一个临时对象中，然后再由拷贝构造到 obj3 中。不过，现代编译器通常会进行返回值优化（Return Value Optimization, RVO）来避免不必要的临时对象创建。

1.3 类型转换

类型转换（Type Conversion）是一个核心概念，它指的是将一种数据类型转换为另一种数据类型的过程（数据类型相同是不会发生类型转换的）。这种转换可以是隐式的，由编译器自动执行，也可以是显式的，需要程序员通过特定的语法来指示。C++提供了多种类型转换机制，以满足不同的编程需求。

1.3.1 显示类型转换

当使用显式的类型转换（如 static_cast）时，编译器可能会创建临时对象。

例子如下：

class Base {  
public:  
    virtual ~Base() {}  
};  

class Derived : public Base {};  

Base* basePtr = new Derived();  
Derived derivedObj = static_cast<Derived*>(basePtr)->*someMemberPointer; // 可能会创建临时对象

1.3.2 隐式类型转换

隐式类型转换，也称为自动类型转换，是编译器在不需要程序员明确指示的情况下自动执行的类型转换。这种转换通常发生在表达式计算、赋值操作、函数调用等上下文中，目的是使不同类型的操作数或参数能够兼容。

	// C++98支持的
	int a1[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	int a2[5] = { 0 };
	Point p = { 1, 2 };

	// C++11支持的
	// 内置类型支持
	int x1 = { 2 };
	int x2 = 2;

	// 自定义类型支持
	// 这里本质是用{ 2025, 1, 1}构造一个Date临时对象
	// 临时对象再去拷贝构造d1，编译器优化后合二为一变成{ 2025, 1, 1}直接构造初始化d1
	// 运行一下，我们可以验证上面的理论，发现是没调用拷贝构造的	Date d1 ={2025, 1, 1 };
	Date d20(2025, 1, 1);

	// 这里d2引用的是{ 2024, 7, 25 }构造的临时对象,请注意：临时对象具有常性，所以用const 
	const Date& d2 = { 2024, 7, 25 };

二、临时对象的生命周期

临时对象的生命周期通常较短，只在其所在的表达式求值期间有效。一旦表达式求值结束，临时对象就会被销毁。

例如：

void func(const MyClass& obj) {  
    // 使用 obj，obj 是一个引用到临时对象的引用  
}  
  
func(MyClass(10)); // 创建一个临时对象 MyClass(10)，并将其传递给 func 函数

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总结

当我们在写代码时，应当注意以下几点要求：

避免不必要的临时对象：频繁创建和销毁临时对象可能会带来性能开销。因此，在设计类和运算符重载时，要尽量避免不必要的临时对象创建。

移动语义：C++11 引入了移动语义（move semantics），通过右值引用（rvalue references）和移动构造函数（move constructors）来优化临时对象的处理，从而减少不必要的复制。

生命周期管理：需要特别注意临时对象的生命周期，避免在临时对象被销毁后仍然使用它的引用或指针。