C/C++编程：临时性对象

布满荆棘的人生 2023-01-19 08:08 41阅读 0赞

# 什么时候会临时性对象 #

如果我们由一个函数，形式如下：

T operator+(const T&, const T&);

以及两个T对象，a和b，那么：

a + b;

可能会导致一个临时性对象，以放置传回的对象。**是否会导致一个临时性对象，视编译期的进取性以及上述操作发生时的程序上下关系而定**。比如下面这个片段：

T a, b;
    T c = a + b;

*  编译期会产生一个临时性对象，放置a+b的结果，然后在使用T的拷贝构造函数，把该临时性对象当作C的初始值。
 *  然而更可能的转换是直接以拷贝构造的方式，将a+b的值放在c中，于是就不需要临时性对象，以及对其析构函数和构造函数的调用了

此外，视operator+的定义而定，named return value(NRV)优化也可能实施起来。这将导致直接在上面C对象中求表达式结果，避免执行拷贝构造以及具名对象的析构。

三种方式所获得的C对象，结果都一样。其间的差异在于初始化的成本。但是这种成本是不确定的，因为C++标准运行编译期对于临时性对象的产生由完全的自由度:

> C++标准：在某些情况下，由进程产生临时性对象是有必要的，或者是比较方便的。这些的临时性对象完全由编译器来定义。

*  实际中，几乎所有的编译器保证任何表达式如果由这种形式：

T c = a + b;

而其中的加法运算符被定义为:

T operator+(const T&, const T&);
    // 或
    T T::operator+(const T&)

那么实现时根本就不产生一个临时性对象。

*  当表达式中出现了`=`时：

c = a + b;

不能忽略临时性对象：

// T temp = a + b;
    T temp;
    temp.operator+(a , b); // (1)
    // c = temp;
    c.operator=(temp); //(2)
    temp.T::~T();

*  第三种形式：没有出现目标对象：

a + b;  // no target;

有必要产生一个临时对象，以放置运算结果。为什么要产生一个临时对象呢？实际上，这种表达式经常用于子表示式中，比如：

printf("%d\n", a + b);

这也带来一个新的问题：临死对象的生命期

# 临死对象的生命期 #

在C++标准之前，临时对象的生命(也就是它的析构函数何时实施)并没有明确指定，而是由编译厂商自行决定。

也就是说，上面的printf()并不保证安全，因为它的正确性与a+b何时被销毁有关。

因此C++标准提出：在调用printf()之后运行析构函数。

> C++标准：临时性对象的销毁，应该是对完整表达式求值过程中的最后一个步骤。该完整表达式造成临时对象的产生。

什么是一个完整表达式？非正式的说，它是被涵盖的表达式中最外围的那个。比如：  
![在这里插入图片描述][20210508221858471.png]  
一个有5个子算式，内带一个"?:完整表达式"中。任何一个子表达式所产生的临时对象，都应该在完整表达式被求值完成后，才可以销毁。

当临时性对象是根据程序的执行期语义有条件的被产生出来时，临时性对象的生命规则就比较复杂了。比如：

if(s + t || u + v)

其中u+v子算式只有在s+t为flase时，才会开始被评估。与第二个子算式相关的临时性对象必须被销毁。但是，很明显，不可以被无条件的销毁，也就是说，我们希望只有在临时性对象被产生出来的情况下才取销毁它

临时性对象的生命规则有两个例外。

*  第一个是：发生在表达式被用来初始化一个object时。比如：

bool verbose;
    
    String progNameVersion = !verbose ? 0 : progName + progVersion;

其中`progName + progVersion`会产生一个临时对象，放置加法运算符的结果。临时对象必须根据对verbose 的测试结果有条件的解构。

在临时对象的生命规则之下，它应该在完整的`?:表达式`评估之后尽快销毁，然而，如果progNameVersion 的初始化需要调用一个copy constructor：

progNameVersion.String::String(temp);

那么临时性对象的析构(在`?:表达式`之后)就不对了。因此C++标准提出：

> 凡含有表达式执行结果的临时性对象，应该存留到object的初始化操作完成为止。

*  第2个例外：当一个临时性对象被一个引用绑定时，比如：

const String &space = " ";

产生这样的代码：

String temp;
    temp.String::String(" ");
    constString &space = temp;

显然，如果临时性对象现在被销毁，那么引用也就没有作用了。因为C++标准提出：

> 如果一个临时性对象被绑定于一个引用，对象将残留，知道被初始化的引用的生命结束，或者直到临时对象的生命范畴结束—视哪一种情况先到达

[20210508221858471.png]: /images/20221021/b380315f23f8454ca79e91df29791801.png

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