複雜的C ，當函式返回物件到底發生了什麼

2021-10-21 04:07:02 字數 2508 閱讀 2519

我們知道，當函式執行結束的時候，函式內部的區域性變數就會消失，這c/c++裡沒有任何疑問的規定，但是今天我在寫**的時候突然就想到了乙個相當糾結的問題，那就是當我乙個函式返回型別是乙個物件的時候，以我當時掌握的知識理解，當函式返回時回要生成乙個臨時物件，這個臨時物件可能會開銷很多資源，那麼這樣我們的函式就不能設計成乙個返回型別為物件的函式了，或者想辦法避免產生這個臨時物件，方法就是使用動態分配記憶體。出於驗證的想法，我寫了下面一段**進行測試：

#include


using


namespace std;


struct test


test


(const test &)~


test()


};test fun()


intmain()
對於上面的**，我的思考是這樣的：

首先呼叫函式fun()，呼叫建構函式產生t1，輸出t1的位址，到達return t1語句，這時呼叫拷貝建構函式產生乙個臨時物件，t1析構，臨時物件析構，輸出」this is a test!」,程式結束。

沒錯吧？對於上面的思考過程，如果你以前對c++有深入的了解，對這樣的思考過程應該是認同的吧

好，我們用g++編譯執行一下，我的g++版本是gcc version 4.8.4 (ubuntu 4.8.4-2ubuntu1~14.04.3)，下面是執行結果

constructor


&t1 is 0x7ffce5a4956f


destroy


this is a test!
不對吧？從這個結果看，好像沒有產生臨時物件啊，難道是我錯了？還是說g++發現我沒有使用函式的返回值然後幫我優化了？ok，我就修改一下**：

int


main()
如果的想法是沒有錯的，那麼過程應該是這樣的：

– 首先呼叫函式fun()，呼叫建構函式產生t1，輸出t1的位址，到達return t1語句，這時呼叫拷貝建構函式產生乙個臨時物件，t1析構，呼叫拷貝建構函式產生物件t2,臨時物件析構，輸出t2的位址，輸出」this is a test!」,t2析構，程式結束。

實際用g++編譯執行的結果是：

constructor


&t1 is 0x7fff5303673f


&t2 is 0x7fff5303673f


this is a test!


destroy
媽呀！這是什麼情況？我怎麼有點懵逼啊？從這個結果看，只在fun()裡呼叫了一次建構函式，產生t1物件，沒有產生臨時物件就算了，把我的t2都搞沒了是怎麼回事？不對，發現乙個新問題，t1物件的析構函式怎麼變成了在程式結束的時候才呼叫？不應該是函式fun()結束後就呼叫的嗎？難道又是編譯器給優化了？我把優化選項關了，編譯時採用的是-o0引數，不過結果還是沒有呼叫拷貝建構函式產生t2，這裡我對優化選項了解得不深，所以我採用了**進行另外的測試。

帶著新問題，我又繼續寫了幾段測試**，測試為什麼沒有產生t1物件，發現真的是編譯器進行了優化（可見-o0選項其實也是對效能進行了一定優化的），我們看看下面這段，編譯器不可以採用優化的：

test fun2


(test const


&t)int


main()
執行的結果是：

constructor


&t3 is 0x7ffec045a2be


copy constructor


&t2 is 0x7ffec045a2bf


this is a test!


destroy


destroy
沒錯，這裡呼叫拷貝建構函式產生了t2了，是編譯器優化了之前的那段**，把原本應該在fun()結束時就析構的t1繼續當成了t2使用，提高了效率。

原來就是g++編譯器幫我們優化，以提高效能的，我們可以通過在編譯的時候，加上-fno-elide-constructors這個選項，來去除這個優化（再次證明我對g++優化沒有乙個系統的學習）

我們重新編譯最開始的那段程式

g++ -o test test.cpp -fno-elide-constructors
執行：

./test
執行結果：

constructor


&t1 is 0x7ffeaf3d693f


copy constructor


destroy


destroy


this is a test!
這下沒錯了，完全符合一開始的猜想，不過這種產生臨時物件的做法效率實在會大大降低，所以g++優化得好啊，不過我們還是要知道編譯器幫我們幹了這麼一回事，以防有什麼特殊情況。

寫到這裡，我又想說了，可能有的人認為不用如此糾結這種問題，但我覺得如果想用真正精通c++，那麼我們就必須知道編譯器糾結都幹了什麼，c++之所以那麼複雜，那麼難，就是因為編譯器會幫我們幹一些我們可能不知道的事情。

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