C++临时变量的生命周期

C++ 中的临时变量指的是那些由编译器根据需要在栈上产生的,没有名字的变量。主要的用途主要有两类:

1) 函数的返回值, 如:

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 1 string proc() 
 2 {
 3     return string("abc");
 4  }
 5  
 6 int main()
 7 {
 8     proc();
 9     return 0; 
10 }
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其中第 8 行会产生一个临时变量。但并不是所有返回值都会创建临时变量,只有当没有将返回值赋值给其它变量时,临时变量才会创建。这种临时变量的生命周期很短,当表达式完成后,它就会被销毁了。例如上面的代码,第 8 行产生的临时变量,到第 9 行的时候就已经销毁了。

2) 类型转换时的中间变量。

1 int a = 3;
2 
3 float k = 2.0;
4 float f = k + a;

第4行,k+a 由于是 float + int , int 会被转换成 float 再与 k 相加,这个时候就会生产一个临时变量。上面的例子是 build-in type,但对于自定义的类也是同样适用的。

 

一般来说,C++ 中的临时变量在表达式结束之后 (full expression) 就被会销毁,比如前面举的两个栗子,但也有例外的时候,如果这个临时变量被用来初始化一个引用的话,那这个临时变量的生命周期就会被延长,直到引用被销毁,从而不会因此产生悬空(dangling)的引用。

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 1 string Proc()
 2 {
 3      return string("abc");
 4 }
 5  
 6 int main()
 7  {
 8      const string& ref = Proc();
 9      cout << ref << endl;
10      return 0;
11  }
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如上,第 8 行产生的临时变量因为有 ref 指向,它的生命周期会延长至直到 main() 返回。这个特性有时很有用,比如,你可以用一个基类的引用指向一个子类的临时变量,然后通过这个引用来实现多态,但又不用处理子类的销毁。

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 1 Class Base()
 2 {
 3     public:
 4       
 5          virtual Bar() { cout << "base bar()" << endl; }
 6 };
 7 
 8 Class DerOne: public Base
 9 {
10     public:
11     
12        virtual Bar() { cout << "DerOne Bar()" << endl; }
13 };
14 
15 class DerTwo: public Base
16 {
17     public:
18        
19        virtual Bar() { cout << "DerTwo Bar()" << endl; }
20 };
21 
22 
23 Base GetBase()
24 {
25     return Base();
26 }
27 
28 DerOne GetDerOne()
29 {
30      return DerOne();
31 }
32 
33 DerTwo GetDerTwo()
34 {
35      return DerTwo();
36 }
37 
38 
39 int main()
40 {
41     const Base& ref1 = GetBase();
42     const Base& ref2 = GetDerOne();
43     const Base& ref3 = GetDerTwo();
44 
45     ref1.Bar();
46     ref2.Bar();
47     ref3.Bar();
48   
49     return 0;
50 }
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该小技巧在 Loki::ScopeGuard 的实现中被用到了,使得在一个域内使用多态时,可以避免使用指针,这个写法是这样的巧妙以致被 Andrei 称为:"The Most Important const"。不过需要注意的是,临时变量只能通过 const 引用来指向,因此是不可修改的。

<think>嗯,用户想了解C++类成员变量的生命周期。好,我得先回忆一下这方面的知识,然后组织成清晰的中文解释。首先,类成员变量的生命周期应该和它们所属对象的生存期有关,对吧?那对象的生存期又由它们的存储期决定,比如自动存储期、静态存储期或者动态存储期。 用户可能想知道成员变量何时被创建和销毁,特别是当对象被构造和析构的时候。需要分情况讨论:普通成员变量、静态成员变量、引用成员变量,可能还有const成员变量或者通过继承来的成员。对了,构造函数初始化的顺序和析构函数的逆序也很重要,特别是基类和成员对象的初始化顺序。 另外,静态成员变量的生命周期和类的生命周期相关,而不是单个对象,所以它们的初始化和销毁时间点可能不同。还有,如果成员变量是指针或者动态分配的内存,虽然指针本身的生命周期和对象一样,但指向的内存需要手动管理,这部分可能需要提醒用户注意内存泄漏。 用户可能在使用智能指针,比如unique_ptr或shared_ptr,这些会影响成员变量的生命周期管理,但问题可能更基础,先讲清楚基本概念再提智能指针作为扩展比较好。 需要确保回答结构清晰,分点说明不同情况,比如普通成员、静态成员、引用和常量成员,以及构造和析构的顺序。还要注意使用正确的中文术语,比如“生存期”、“存储期”、“构造函数”、“析构函数”等。 可能用户在实际编程中遇到了成员变量未初始化或提前销毁的问题,所以强调初始化和销毁的顺序,以及不同存储类型的影响。另外,动态分配内存的情况需要特别说明,避免内存管理错误。 总之,回答应该分步骤,先总述类成员变量生命周期与对象的关系,再分情况详细说明,最后可能加上注意事项或常见问题,比如初始化顺序、静态成员的特殊性等。确保用例子说明,比如普通成员变量在对象创建时分配,析构时释放;静态成员在程序开始时初始化,结束时销毁等。</think>C++类成员变量的生命周期与对象本身的生存期紧密相关。以下是关键点分步说明: 1. **普通成员变量(非静态)** - **创建时机**:当对象被实例化时(调用构造函数时),成员变量依次初始化。 - **销毁时机**:当对象生命周期结束时(调用析构函数时),成员变量按声明逆序销毁。 - 示例: ```cpp class MyClass { public: int a; // 生命周期跟随对象 double b; // 同上 }; ``` 2. **静态成员变量(static)** - **创建时机**:在程序启动时初始化(位于全局数据区),与对象实例化无关。 - **销毁时机**:程序结束时销毁,遵循静态存储期规则。 - 需要特别注意: ```cpp class MyClass { public: static int count; // 需在类外单独定义:int MyClass::count = 0; }; ``` 3. **引用成员变量(&)** - 必须通过构造函数初始化列表初始化 - 生命周期与所引用的外部变量绑定 ```cpp class RefHolder { public: int& ref; RefHolder(int& external) : ref(external) {} // 必须初始化 }; ``` 4. **构造/析构顺序规则** - **初始化顺序**:按类中声明顺序初始化(与初始化列表顺序无关) - **析构顺序**:与初始化顺序相反 - 继承场景:基类成员先初始化,派生类成员后初始化 5. **特殊成员的生命周期管理** - **动态内存成员**:若成员是指针且指向堆内存,需在析构函数中手动释放 ```cpp class ResourceHolder { int* ptr; public: ResourceHolder() : ptr(new int[100]) {} ~ResourceHolder() { delete[] ptr; } // 必须显式释放 }; ``` - **智能指针成员**:推荐使用`std::unique_ptr`/`std::shared_ptr`实现自动管理 ```cpp #include <memory> class SmartHolder { std::unique_ptr<int[]> smartPtr; public: SmartHolder() : smartPtr(new int[100]) {} // 无需手动释放 }; ``` **关键总结**: - 普通成员变量生命周期 ≈ 对象生命周期 - 静态成员变量生命周期 ≈ 程序运行周期 - 引用成员的生命周期依赖外部绑定对象 - 包含动态资源时需要特别注意手动管理(或使用智能指针)
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