c++临时对象大剖析？

[winnuke]

关键字：l-value、 r-value、 const value、temporary and it's

scope

前几天有人发现这样一段代码在g++和vc6下编译结果不同
http://topic.csdn.net/u/20091113/19/ec6af899-cb1a-4a81-92b7-0ab2bc8c2f24.html

其中一个重要问题就是临时对象的问题。
之后自己对临时对象这个以前很少注意到的东西越想越投入，而且发现这个

东东似乎比构造、析构、拷贝构造、赋值等c++的一些自动化特性更多地被应

用在代码中且各大编译器对此的支持程度不一。
目前有几个问题到现在还不是很清楚，特列出来请大家指点：

1：临时对象在什么情况下产生？标准有没有规定？
2：临时对象的作用域或者生命周期是怎么样的？
3：临时对象到底是不是右值？
4：如果临时对象作为一个右值，可不可以修改？或者说右值是不是const或

者常量？
5：右值是否不可以被关联到非常量（const）引用？为什么？

请大神小虾们各抒己见。先写个类以供大家讨论使用：

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;

class A
{
public:
	A(int i)
		: m_i(i)
	{
		cout << "A(" << m_i << ")" << endl;
	}

	~A()
	{
		cout << "~A(" << m_i << ")" << endl;
		m_i = 0;
	}

	A(const A& a)
		: m_i(a.m_i)
	{
		cout << "A(A(" << m_i << "))" << endl;
	}

	A& operator=(const A& rhs)
	{
		cout << "A(" << m_i << ")"  << "=A(" << rhs.m_i << ")" << endl;
		m_i = rhs.m_i;
		return *this;
	}

	A& operator--()
	{
		cout << "--(" << m_i << ")" << endl;
		--m_i;
		return *this;
	}

private:
	int m_i;
};

A GetA(int i)
{
	A a(i);
	return a;
}

int main()
{
	A la1(1);
	A ra2 = --GetA(2);
	--ra2;
	A ra3  = GetA(3);
	A ra4  = GetA(4);
	A* pa = &GetA(5);
	return 0;
}

[winnuke]

引用：
你可以将 POD 类型看作是一种来自外太空的用绿色保护层包装的数据类型，POD 意为“Plain Old Data”（译者：如果一定要译成中文，那就叫“彻头彻尾的老数据”怎么样！）这就是 POD 类型的含义。其确切定义相当粗糙（参见 C++ ISO 标准），其基本意思是 POD 类型包含与 C 兼容的原始数据。例如，结构和整型是 POD 类型，但带有构造函数或虚拟函数的类则不是。 POD 类型没有虚拟函数，基类，用户定义的构造函数，拷贝构造，赋值操作符或析构函数。
为了将 POD 类型概念化，你可以通过拷贝其比特来拷贝它们。此外， POD 类型可以是非初始化的。

[do_fork]

Arithmetic types (3.9.1), enumeration types, pointer types, and pointer to
member types (3.9.2), and cv-qualified versions of these types (3.9.3) are
collectively called scalar types. Scalar types, POD-struct types, POD-union
types (clause 9), arrays of such types and cv-qualified versions of these
types (3.9.3) are collec-tively called POD types.

[Jinhao]

1:除了这种计算表达式之外是否还有其他情况会导致临时对象产生？据我所知函数除了返回一个引用之外都会产生一个临时对象。
--
你把所有的操作符都想成是函数就行了。只有返回引用不会创建临时对象。


第二个问题，我在3楼补充了一点。

class T
{
public:
    T(int a):i(a){}
    ~T(){ i = 0; }

    void print() const
    {
        cout<<i<<endl;
    }
private:
    int i;
};

T foo()
{
	return T(5);
}
int main()
{
	
	const T& r = foo();
	
	
	r.print(); //r引用的临时对象仍然有效。
}

第三点，无须质疑

4：请问类A是不是pod类型？
POD就是语言定义的那些整数类型，指针类型，例如int，char, int *,void(*)()...

5: 右值是否不可以被关联到非常量（const）引用？为什么？
不可以，语言定义。non-const-ref不会像const-ref那样延长临时对象的生命。

判断是不是右值，需要从表达式的语义上判断，而不是从形式上判断。
如果你有兴趣可以看看
http://topic.csdn.net/u/20090706/16/514af7e1-ad20-4ea3-bdf0-bfe6d34d9814.html

[pengzhixi]

标准是没有对临时对象有什么规定的

[winnuke]

class PodB
{
public:
	int m_1;
	int m_2;

	void Set(int i1, int i2)
	{
		cout << "Set(" << i1 << "," << i2 << ")"<< endl;
		m_1 = i1;
		m_2 = i2;
	}
	int sum() const
	{
		cout << m_1 << "+" << m_2 << "=" << m_1 + m_2 << endl;
		return m_1 + m_2;
	}
};

int main()
{
	PodB().Set(3, 4);  // 按理这里是pod类型则不应该被修改，编译应该错误。但是vc9是正确的
	return 0;
}

[Jinhao]

[Quote=引用 4 楼 pengzhixi 的回复:]
引用 3 楼 jinhao 的回复:
2：临时对象的作用域或者生命周期是怎么样的？
单个语句. 如果临时对象邦定到一个const引用,生命期则延长到跟该引用被销毁


感觉还与编译器的处理有点关系
[/Quote]

没关系，是语言定义的。

[Jinhao]

[Quote=引用 11 楼 winnuke 的回复:]
C/C++ codeclass PodB
{public:int m_1;int m_2;void Set(int i1,int i2)
{
cout<<"Set("<< i1<<","<< i2<<")"<< endl;
m_1= i1;
m_2= i2;
}int sum()const
{
cout<< m_1<<"+"<< m_2<<"="<< m_1+ m_2<< endl;return m_1+ m_2;
}
};int main()
{
PodB().Set(3,4);// 按理这里是pod类型则不应该被修改，编译应该错误。但是vc9是正确的return0;
}
[/Quote]

类不是POD

[winnuke]

呵呵，知道一个重要特性右值一旦被引用其生命周期（作用域）会被延长到引用的作用域。否则语句返回即可作废。

[Jinhao]

具体会不会生成临时对象由编译器决定，有些临时对象会被优化掉。
对于第二点，最常用的一个方法就是

void print_string(const std::string& str)
{
   cout<<str<<endl;
}

std::string foo() { return "string"; }

print_string(foo());
print_string("abc"); //这两个调用parameter都是引用的临时对象。

[super_chris]

如果这样返回：
return integer(a+b);
就产生一个临时对象。编译器通常会优化将此对象直接创建到接收函数返回处，书上说的。
LZ你的很多疑问也是我的疑问，UP。
[Quote=引用 5 楼 winnuke 的回复:]
1：临时对象在什么情况下产生？标准有没有规定？
2：临时对象的作用域或者生命周期是怎么样的？
3：临时对象到底是不是右值？
4：如果临时对象作为一个右值，可不可以修改？或者说右值是不是const或者常量？
5：右值是否不可以被关联到非常量（const）引用？为什么？

回1楼Jinhao:
1:除了这种计算表达式之外是否还有其他情况会导致临时对象产生？据我所知函数除了返回一个引用之外都会产生一个临时对象。
2：这个问题我不能肯定。显然作为函数参数传递时产生的临时对象作用域是整个函数。
3：我支持，但不能肯定。
4：请问类A是不是pod类型？


[/Quote]

[dragonzcs]

临时对象貌似并非常量，如：

string foo()
{
	string str="Hello!";
	return str;
}

int main()
{
     string str="world!";
     foo()=str;//可以改变临时变量
     return 0;
}

[逸学堂]

又是一个大问题~

[winnuke]

[Quote=引用 17 楼 dragonzcs 的回复:]
临时对象貌似并非常量，如：
C/C++ codestring foo()
{string str="Hello!";return str;
}int main()
{string str="world!";
foo()=str;//可以改变临时变量return0;
}
[/Quote]

我现在的理解就是类型为内置类型的右值不能被改变。但是如果该右值为一个类对象，可以调用该对象的方法。
这里返回的是一个右值，调用的是string的operator=方法。

[dragonzcs]

嗯，右值应该只是相对的吧，没有什么固定的标准。。。

[yutaooo]

啊～～真好～～这个帖子～

[jeff_nie]

mark

[lovesi3344]

up

[陌上花花]

学习下

[winnuke]

总结一下先：
1：临时对象在什么情况下产生？标准有没有规定？
目前知道的情况有表达式、函数实参传递时直接写在参数列表里的、或者间接构造的实参、函数返回非引用的时候均可能产生。

2：临时对象的作用域或者生命周期是怎么样的？
如果该对象被引用，则生命期延长到引用的生命周期，否则在表达式一结束就个屁。

3：临时对象到底是不是右值？
是。

4：如果临时对象作为一个右值，可不可以修改？或者说右值是不是const或者常量？
Jinhao的说法是非pod类型的右值可以修改。其他则不可以。（这里涉及到pod类型的定义问题，以后再开帖讨论）
我的想法是如果该右值对象有方法则可以调用其方法。而内置数据类型是没有方法的。
但是不管怎么样，确实存在一些临时对象（右值）是可以通过调用其成员函数的，可以使const函数或者非const函数。

5：右值是否不可以被关联到非常量（const）引用？为什么？
c++标准规定右值不能被非常量引用关联。大概是出于为了避免一些逻辑错误而做出该规定。
但是在vc6、9中一些右值是可以关联到非const引用的，这难道是vc的扩展还是其bug？

[Jinhao]

5：右值是否不可以被关联到非常量（const）引用？为什么？
c++标准规定右值不能被非常量引用关联。大概是出于为了避免一些逻辑错误而做出该规定。
但是在vc6、9中一些右值是可以关联到非const引用的，这难道是vc的扩展还是其bug？
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这是编译器的问题。。。