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C++临时变量的常量性

1.认识临时变量的常量性

关于临时变量的常量性,先看一段代码。

void print(string& str)
{
	cout<<str<<endl;
}
//如此调用会报编译错误
print("hello world");

在Linux环境使用g++编译,会出现: invalid initialization of non-const reference of type ‘std::string&’ from a temporary of type 'std::string’的错误。其中文意思为临时变量无法为非const引用初始化。出错的原因是编译器根据字符串"hello world"构造一个string类型的临时对象,这个临时变量具有const属性,当这个临时变量传递给非const的string&引用类型时,无法隐式完成const到非const的类型转换,便出现上面的编译错误。解决办法是将print()函数的参数改为常引用。代码修改如下,可顺利通过编译。

void print(const string& str)
{
	cout<<str<<endl;
}
//顺利通过编译
print("hello world");

通过以上代码,可以看出在设计函数时,形参尽可能地使用const,这样可以使代码更为健壮,将错误暴露于编译阶段。

2.临时变量常量性的原因

为什么临时对象作为引用参数传递时,形参必须是常量引用呢?很多人对此的解释是临时变量是常量,不允许赋值改动,所以作为非常量引用传递时,编译器就会报错。这个解释在理解临时变量不能作为非const引用参数这个问题上是可以的,但不够准确。事实上,临时变量是可以作为左值(Lvalue) 并被赋值的,请看下面的代码:

class IntClass
{
private:
	int x;
public:
	IntClass(int value):x(value){}
	friend  ostream& operator<<(ostream &os, const IntClass &intc);
};

//重载operator<<
ostream& operator<<(ostream &os, const IntClass &intc)
{
	os<<intc.x;
	return os;
}

int main(int argc,char* argv[])
{
	cout << (IntClass(6) = IntClass(8))<<endl;
}

程序输出:

8

以上代码正确编译运行,没有错误。IntClass(6)表示生成一个无名临时变量并作为左值被修改,所以临时变量并不是常量,只是编译器从语义层面限制了临时变量传递给非const引用。注意,这里与《C++编程思想》在第八章中的“临时量”小节中认为“编译器使所有的临时量自动设为const”的说法有些不同。

那编译器为何作出如此限制呢?如果一个实参以非const引用传入函数,编译器有理由认为该实参会在函数中被修改,并且这个被修改的引用在函数返回后要发挥作用。但如果把一个临时变量当作非const引用参数传进来,由于临时变量的特殊性,临时变量所在的表达式执行结束后,临时变量就会被释放,所以,一般说来, 修改一个临时变量是毫无意义的,据此,C++编译器加入了临时变量不能作为非const引用实参这个语义限制,意在限制这个非常规用法的潜在错误。


参考文献

[1]c++中临时变量不能作为非const的引用参数 [2]C++编程思想[M].刘宗田译.8.3.2.1临时量

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