C++中真正的临时对象是看不见的,它们不出现在你的源代码中。
建立一个没有命名的非堆对象会产生临时对象。这种未命名的对象通常在两种条件下产生:
为了使函数成功调用而进行隐式类型转换和函数返回对象时.
首先考虑为使函数成功调用而建立临时对象这种情况:
当传送给函数的对象类型与参数类型不匹配时会产生这种情况。
比如:
一个函数,它用来计算一个字符在字符串中出现的次数
size_t countChar(const string& str, char ch);
char buffer[MAX_STRING_LEN];
char c;
cin >> c >> setw(MAX_STRING_LEN) >> buffer;
cout << "There are " << countChar(buffer, c)<< " occurrences of the character " << c << " in " << buffer << endl;
看一下 countChar 的调用。第一个被传送的参数是字符数组,但是对应函数的正被绑定的参数的类型是 const string&
。仅当消除类型不匹配后,才能成功进行这个调用,你的编译器很乐意替你消除它,方法是建立一个 string
类型的临时对象。通过以 buffer
做为参数调用 string
的构造函数来初始化这个临时对象。countChar
的参数 str 被绑定在这个临时的 string
对象上。当 countChar
返回时,临时对象自动释放。
这种类型转换很方便,但是从效率的观点来看,临时string
对象的构造和释放是不必要的开销。
通常有两个方法可以消除它:
1.重新设计你的代码,不让发生这种类型转换。
2.通过修改软件而不再需要类型转换。
仅当通过传值式传递对象或传递常量引用参数时,才会发生这些类型转换。当传递一个非常量引用参数对象,就不会发生。考虑下面这个函数:
void uppercasify(string& str);
char subtleBookPlug[] = "Effective C++";
uppercasify(subtleBookPlug); // 错误!
没有为使调用成功而建立临时对象,为什么呢?
假设建立一个临时对象,那么临时对象将被传递到 upeercasify
中,其会修改这个临时对象,把它的字符改成大写。但是对 subtleBookPlug
函数调用的真正参数没有任何影响;仅仅改变了临时从 subtleBookPlug
生成的 string
对象。无疑这不是程序员所希望的。
对非常量引用进行的隐式类型转换却修改临时对象。这就是为什么 C++语言禁止为非常量引用产生临时对象。这样非常量引用参数就不会遇到这种问题。
建立临时对象的第二种环境是函数返回对象时。比如 operator+
必须返回一个对象,以表示它的两个操作数的和。
const Number operator+(const Number& lhs, const Number& rhs);
这个函数的返回值是临时的,因为它没有被命名;它只是函数的返回值。你必须为每次调用 operator+
构造和释放这个对象而付出代价。
通常你不想付出这样的开销。对于这种函数,你可以切换到 operator=
,而避免开销。
不过对于大多数返回对象的函数来说,无法切换到不同的函数,从而没有办法避免构造和释放返回值。至少在概念上没有办法避免它。然而概念和现实之间又一个黑暗地带,叫做优化,有时你能以某种方法编写返回对象的函数,以允
许你的编译器优化临时对象。这些优化中,最常见和最有效的是返回值优化,这是条款 20的内容。
总结
临时对象是有开销的,所以你应该尽可能地去除它们,更重要的是训练自己寻找可能建立临时对象的地方。在任何时候只要见到常量引用参数,就存在建立临时对象而绑定在参数上的可能性。在任何时候只要见到函数返回对象,就会有一个临时对象被建立(以后被释放)。学会寻找这些对象构造,你就能显著地增强透过编译器表面动作而看到其背后开销的能力。