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社区首页 >专栏 >C++编程经验（8）：对象优化，试试？试试就逝世哈哈哈

C++编程经验（8）：对象优化，试试？试试就逝世哈哈哈

作者头像
看、未来
发布于 2021-10-09 15:30:05
2610
发布于 2021-10-09 15:30:05
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文章被收录于专栏：CSDN搜“看，未来”CSDN搜“看，未来”
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天天说，new一个对象，但是有想过要如何写出更高效的对象操作代码吗？动手试过吗？

这里是一个用来示例的类，代码很简单，稍微瞟一眼就好：

代码语言：javascript
复制
#include<iostream>

using namespace std;

class test {
public:
	test(int a = 10) :ma(a) { cout << "test()" << endl; }
	~test() { cout << "~test()" << endl; }
	test(const test& t) :ma(t.ma) { cout << "test(const test&)" << endl; }

	test& operator = (const test& t) {
		cout << "operator = " << endl;
		ma = t.ma;
		return *this;
	}

private:
	int ma;
};

案例一：

代码语言：javascript
复制
int main() {
	test t1;
	test t2(t1);
	test t3 = t1;

	//test(20) 显示生成临时对象，生存周期为所在的语句
	test t4 = test(20);

	cout << "***********************************************" << endl;
	return 0;
}

可以自己猜一下打印结果。

代码语言：javascript
复制
test()
test(const test&)
test(const test&)
test()
***********************************************
~test()
~test()
~test()
~test()

由上述结果可以看出：

代码语言：javascript
复制
int main() {
	test t1;				//调用test(int)
	test t2(t1);		//调用test(const test&)
	test t3 = t1;	//调用的依旧是test(const test&)

	//test(20) 显示生成临时对象，生存周期为所在的语句
	test t4 = test(20); //调用的是test(int)
	//这里本应该是先初始化一个临时对象，再讲临时对象拷贝给t4,
	//但事实是直接为t4调用一个构造函数，将20的值传入，这是C++在 构造对象 时的优化
	//这一点可以从最后的四次析构得到应证
	
	cout << "***********************************************" << endl;
	return 0;
}

案例二： 在上面的基础上加上两行：

代码语言：javascript
复制
int main() {
	test t1;
	test t2(t1);
	test t3 = t1;

	//test(20) 显示生成临时对象，生存周期为所在的语句
	test t4 = test(20);

	t4 = t2;				
	t4 = test(30);
	cout << "***********************************************" << endl;
	return 0;
}

可以再想想接下来的结论：

代码语言：javascript
复制
test()
test(const test&)
test(const test&)
test()
operator =
test()
operator =
~test()
***********************************************
~test()
~test()
~test()
~test()
代码语言：javascript
复制
t4 = t2;				// 这里调用了复制构造函数
t4 = test(30);	// 这里产生了临时对象
//与上面的情况有所不同的是，这里是给一个对象进行赋值，而上面是构造
//所以这里先使用构造函数构造了一个临时对象，再使用复制构造函数将临时对象复制到t4
//离开了这条语句之后，临时对象的生命周期结束，调用析构

------------------

operator =
test()
operator =
~test()

案例三： 在上面的基础上再进行添加：

代码语言：javascript
复制
int main() {
	test t1;
	test t2(t1);
	test t3 = t1;

	//test(20) 显示生成临时对象，生存周期为所在的语句
	test t4 = test(20);

	t4 = t2;
	t4 = test(30);

	t4 = (test)30;
	t4 = 40;
	cout << "***********************************************" << endl;
	return 0;
}

现在呢，又会产生什么样的结果嘞？

代码语言：javascript
复制
test()
test(const test&)
test(const test&)
test()
operator =
test()
operator =
~test()
test()
operator =
~test()
test()
operator =
~test()
***********************************************
~test()
~test()
~test()
~test()
代码语言：javascript
复制
t4 = (test)30;		//强制类型转换
//编译器会去查看类有没有对应的构造函数
//如果有，则生成一个临时对象，跟上面那结尾那个一样

t4 = 40;
//这个也几乎一样道理，不过上面的是显示类型转换，下面这个是隐式类型转换

------------------------------

operator =
~test()
test()
operator =
~test()

案例四： 在上面的基础上继续添加：

代码语言：javascript
复制
int main() {
	test t1;
	test t2(t1);
	test t3 = t1;

	//test(20) 显示生成临时对象，生存周期为所在的语句
	test t4 = test(20);

	t4 = t2;
	t4 = test(30);

	t4 = (test)30;
	t4 = 40;
	cout << "***********************************************" << endl;

	//test* p = &test(40);			//&要求一个左值
	const test& pp = test(50);	//非常量引用的对象必须是一个左值

	cout << "***********************************************" << endl;
	
	return 0;
}

好的，引用要求一个左值，让我们再来看一下结果：

代码语言：javascript
复制
***********************************************
test()
***********************************************
~test();

可以看到，引用对象调用了一个临时对象，出了作用域之后并不被析构掉，也即是说可以用。 但是函数结束之后也是要挂掉的。

这里是编译器审查的比较严格。

此外，再讲两个构造的调用时机： 1、全局对象的构造会在函数刚开始运行的时候。 2、静态对象在程序运行的时候会分配空间，但是在函数运行到的时候才会构造。 3、它们都在函数结束的时候析构。

接下来我们看函数调用中的对象优化。

案例五： 在上面的基础上，我们在类外再加这么一个函数：

代码语言：javascript
复制
test* GetObject(test t) {
	int val = t.getdata();
	test temp(val);
	return &temp;
}

这里是不能这么写的，因为 temp(val) 是一个栈内临时对象，在函数结束的时候就会被析构的，如果编译不过就算了，我的VS编译过了，于是卡死了，果然没有让我失望哈。

案例六： 一波微调

代码语言：javascript
复制
test GetObject(test t) {	
//不能返回局部或临时对象的指针或引用
	int val = t.getdata();
	test temp(val);
	return temp;
}

//第一个main，做参照
int main() {
	test t1;
	test t2;
	
	cout << "***********************************************" << endl;

	return 0;
}

//第二次运行的main
int main() {
	test t1;
	test t2;
	t2 = GetObject(t1);
	cout << "***********************************************" << endl;

	return 0;
}

产生结果：

代码语言：javascript
复制
//第一次运行的main
test()
test()
***********************************************
~test()
~test()
代码语言：javascript
复制
//第二次运行的main

test()
test()
test(const test&)
test()
test(const test&)
~test()
~test()
operator =
~test()
***********************************************
~test()
~test()

差距好大。。

记住这里，一会儿要回来

那么，对比一下，结果就是：

代码语言：javascript
复制
t2 = GetObject(t1);

产生：

test(const test&)
test()
test(const test&)
~test()
~test()
operator =
~test()

这之间有什么离奇曲折的故事呢？

首先，t1 作为实参传递给形参，怎么传递的？复制构造函数嘛。

为什么这么说呢，咱凡事讲证据。

代码语言：javascript
复制
void GetObject(test t) {
	int val = t.getdata();
	cout << "***********************************************" << endl;
	/*test temp(val);
	return temp;*/
	//return NULL;
}

int main() {
	test t1;
	test t2;
	GetObject(t1);
	cout << "***********************************************" << endl;

	return 0;
}

我把那底下的都注释了，返回值也免了，于是得出这么一个结果：

代码语言：javascript
复制
test()		//t1
test()		//t2
test(const test&)	//构造形参
***********************************************
~test()		//说明是离开了函数作用域才被析构掉的
***********************************************
~test()
~test()

可以说明这个传参的过程只执行了一次复制构造函数。

那么，对比上面那次，剩下的这段又是怎么肥四呢？：

代码语言：javascript
复制
test()
test(const test&)
~test()
~test()
operator =

再修改，给函数一个返回值看看：

代码语言：javascript
复制
test GetObject(test t) {
	int val = t.getdata();
	cout << "-----------------------------------------------" << endl;
	/*test temp(val);
	return temp;*/
	return NULL;
}

运行结果：

代码语言：javascript
复制
test()
test()
test(const test&)
-----------------------------------------------
test()
~test()
~test()
***********************************************
~test()
~test()

去掉前面的影响，可以看到返回值对函数的影响是：产生了一个构造函数，并产生了一个析构函数。

为了探究这个这个析构函数是在哪里产生的，我给了main函数接收函数返回值的权利（其实用脚指头想都知道是在main里面析构的），不过用脚指头想不到的是，在 main 的什么部位析构，是像 t1、t2 一样在函数结束之后吗？

代码语言：javascript
复制
int main() {
	test t1;
	test t2;
	t2 = GetObject(t1);
	
	cout << "***********************************************" << endl;

	return 0;
}
代码语言：javascript
复制
test()
test()
test(const test&)
-----------------------------------------------
test()
~test()
operator =
~test()
***********************************************
~test()
~test()

事实证明，这个返回值生成的对象在赋值之后便被析构。

现在，我们将封闭的代码解封，开对比下面两段代码的结果

代码语言：javascript
复制
test GetObject(test t) {
	int val = t.getdata();
	cout << "-----------------------------------------------" << endl;
	test temp(val);		//多了这行
	cout << "-----------------------------------------------" << endl;
	return temp;
}

VS

test GetObject(test t) {
	int val = t.getdata();
	cout << "-----------------------------------------------" << endl;
	/*test temp(val);
	return temp;*/
	return NULL;
}

结果：

代码语言：javascript
复制
test()		//构造t1
test()		//构造t2
test(const test&)	//构造形参t
-----------------------------------------------
test()		//多了这个	构造temp（函数栈帧上的临时对象）
-----------------------------------------------
test(const test&)	//还有这个	将temp复制给回调（main栈帧上的临时函数）
~test()	//析构temp
~test()	//析构形参
operator =	//将回调赋值给t2
~test()	//析构回调
***********************************************
~test()	//析构t1
~test()	//析构t2


VS

test()
test()
test(const test&)
-----------------------------------------------
test()
~test()
operator =
~test()
***********************************************
~test()
~test()

这样讲的还够清楚不？那不清楚也没办法了，收藏了多看几遍吧。

还没完呢，捋清楚这些，不是好玩儿，是要做优化的，真正的优化，正要开始。

首先，不觉得从上到下都在讲的有：形参、回调，是吧，不觉得很多余吗？

好，一个一个来，先解决这个形参的问题：

代码语言：javascript
复制
test GetObject(test &t) {
	int val = t.getdata();
	cout << "-----------------------------------------------" << endl;
	test temp(val);
	cout << "-----------------------------------------------" << endl;
	return temp;
}

int main() {
	test t1;
	test t2;
	
	t2 = GetObject(t1);
	
	cout << "***********************************************" << endl;

	return 0;
}

我也不想多废话了，直接使用传地址调用即可。

代码语言：javascript
复制
test()
test()
-----------------------------------------------
test()
-----------------------------------------------
test(const test&)
~test()
operator =
~test()
***********************************************
~test()
~test()

好！直接省了一个复制构造函数和一个析构。

为什么回调会这么麻烦呢？因为当函数运行完的时候，temp生命周期也到头了呀！！！ 所以需要在用一个临时变量去接住它，再传出来，再赋值。 那我现在不想这么麻烦了！！！

接下来：

代码语言：javascript
复制
test GetObject(test &t) {
	int val = t.getdata();
	cout << "-----------------------------------------------" << endl;

	//返回临时对象
	return test(val);	//这个临时对象并没有产生
}

int main() {
	test t1;
	test t2;
	
	t2 = GetObject(t1);		//你会发现，临时对象不产生了，不记得？往前翻、
	//"当使用临时对象复制给一个对象时。。。"
	cout << "***********************************************" << endl;

	return 0;
}
代码语言：javascript
复制
test()		//t1
test()		//t2
-----------------------------------------------
test()		//直接构造main函数栈帧上的临时对象
operator =	//将main函数栈帧上的临时对象赋值给t2
~test()	//析构该临时对象
***********************************************
~test()
~test()

一次优化少两个函数，爽吧！！！

虽然一次调用少的不多，但是积少成多，是很可观的。

你以为我就到此为止了？ 你错了，“我是没有极限的！！！”

哈哈哈，借用一下台词。

再看：

代码语言：javascript
复制
int main() {
	test t1;
	test t2 = GetObject(t1);
	
	cout << "***********************************************" << endl;

	return 0;
}

我现在在main里面这样写，又会怎么样呢？思考一下。

（你们说这个拿在压力面的时候面会不会把心理素质不好的小伙伴绕晕了呀。。。） （太坏了吧嘿嘿嘿）

代码语言：javascript
复制
test()	//构造t1
-----------------------------------------------
test()	//构造t2
***********************************************
~test()
~test()

吃惊不？从一开始的十一次调用变成了最低的四次调用。

还能再压缩？我不信哈哈哈。

最后讲点其他的，左值引用和右值引用。

这个词吧，说陌生也陌生，说不陌生也不陌生，报错里面会看到。

代码语言：javascript
复制
int main() {
	//左值：有内存、有名字
	//右值：没内存，或没名字

	int a = 10;
	int& b = a;
	int&& c = a;	//无法将右值引用绑定到左值
	int& d = 20;	//非常量引用的对象必须为左值
	
	const int& e = 20;	//先生成了一个临时量，值为20，再用引用去引用这个临时量

	int&& f = 20;	//用右值引用引用右值，那是没问题的

	int&& g = f;	//无法将右值引用绑定到左值，说明人家f有名字有内存
	// 一个右值引用变量，其本身是一个左值
	
	return 0;
}
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原始发表：2021-08-21 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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