C++中的临时对象都是const类型

本文解析了C++中常量引用与临时对象的交互机制,特别是如何正确地在构造函数中使用常量引用参数来处理临时对象。通过具体的代码示例,解释了为何在某些情况下必须使用const修饰符。

先看代码:

复制代码
 1 #include <iostream>
 2 using namespace std;
 3 
 4 class A {};
 5 
 6 class B
 7 {
 8   public:
 9       B(){}
10       B(A& a){}
11 };
12 
13 class B1: public B
14 {
15  public:
16      B1(const B& b) : B(b)
17      {}
18 };
19 
20 int main()
21 {
22      A a;
23      B b(a);
24      B1 b1(a);
25      return 0;
26 }
复制代码

上面的代码可以编译通过(gcc和vs2005下均测试通过),但是如果将第16行的const修饰符去掉,编译就不能通过,报错说没有匹配的函数,这是为什么? 

分析:非const的引用参数只能是相同类型,const的引用参数可以传相关类型的参数进来,加上const才能接受"右值(right value)"引用。B(A& a){} 不但是一个构造函数,而且是一个自定义的类型转换操作(A->B),如果要去掉这种非有意的自定义类型转换,使用 explicit B(A& a){}。
B(A& a){}是一个隐式的类型转换函数,当执行B1 b1(a)时会自动调用这个函数将a转换成B类型的临时对象b。这种系统自动生成的临时对象都是const的,而const对象是无法转换成非const对象的,所以B1(const B& b):B(b)这里一定要加const.

一个非const引用,只能引用与其类型完全相同的对象,或者是其派生类的对象,如:
B & refB = objectB ; B & refB = objectB1 都是合法的,但是 B & refB = objectA 就不是合法的
因为 A 与 B的类型不相同,且不是B的派生类,所以编译时会报错,于是 "A a; B1 b1(a)" 就不能通过,简化一下就相当于" B & b = a".

一个const引用满足非const引用的特性的同时,还有很重要的一点,const引用可以引用一个与其类型完全不相同的类型(因为编译器会生成一个转换后可引用的临时对象),前提是被引用的类型可以转换为引用的类型(编译器自定义的类型提升,或者是用户自定义的类型转换,如上面的 B(A& a) )
举个例子: 
const int & iValue = 3.14; 就是OK的,这里使用编译器内部的类型转换 double -> int.
const B & b = a; 也是OK的,因为使用 B( A &a) 可以将 A->B ,于是 const B &b = a; 的背后,编译器所做的就是:
const B tempB( a ); //调用 B( A &a) 
const B &b = tempB;

PS: 为什么在const引用情况下,编译器会生成一个可被引用的临时对象,原因很简单,你是用一个const引用来操作这个临时对象,所以,这个临时对象的状态是不会变的,也就是安全的(当然,如果你把const引用const_cast成一个非const引用来操作这个编译器生成的临时对象,那么结果是未定义的).
const &是可以重新构造临时对象,非const &不可以,如果编译器不设这个限制,那么将有十分古怪的结果发生,会发生编译器自己构造一个对象,对它进生一系列复杂的操作之后扔掉,这一般不是程序员要做的事。因此,c++一般规定,编译器自行构造的临时对象一定是const的。


More effective C++里面对这个问题讲得很清楚(M19:理解临时对象的来源)
下面还有一个小例子:
string foo( );
void bar(string & s); 
那么下面的表达式将是非法的: 
bar(foo( ));
bar("hello world"); 
原因在于 foo( ) 和 "hello world" 串都会产生一个临时对象,而在 C++ 中,这些临时对象都是const 类型的。因此上面的表达式就是试图将一个 const 类型的对象转换为非 const 类型,这是非法的。引用型参数应该在能被定义为 const 的情况下,尽量定义为const的。

<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,可能涉及到构造和析构的顺序,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]里提到了构造和析构,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,也就是后创建的先析构。 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,因此临时对象的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构清晰的回答,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、构造与析构顺序 1. **析构逆序原则**:后生成的临时对象先析构: ```cpp // 生成顺序:temp1 -> temp2 // 析构顺序: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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