优化对象变高效

无敌清风蓝

发布于 2024-06-04 19:56:38

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发布于 2024-06-04 19:56:38

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引言

函数对象，以及其构造函数等，在C++中经常用，所以这篇文章就分析一下其中的调用以及如何优化

函数在使用过程调用了哪些方法

#include<iostream>
using namespace std;

class Test {
public:
	Test(int a = 10) : ma(a)
	{
		cout << "Test(int)" << 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;
};

int main()
{
	Test t1;
	Test t2(t1);
	Test t3 = t1;

    // Test(20)是显式生成临时对象，生存周期为所在的语句
    /*
    C++编译器对于对象构造的优化：用临时对象生成新对象时，临时对象就不产生了，直接构造新对象就行
    */
	Test t4 = Test(20);// Test t4(20) 没有任何区别
	cout << "------------" << endl;

	t4 = t2; // t4.operator = (const Test & t);
	// 显式生成临时对象
    /*
    因为这时候t4已经有了，所以再用临时对象的话，临时对象就要产生
    */
	t4 = Test(30);
	t4 = (Test)30;
	// 隐式生成临时对象
	t4 = 30; // Test(30) int->Test(int)

	cout << "------------" << endl;

	
	return 0;
}

运行结果为：

t4 = Test(30);是先临时生成一个对象所以调用了Test(int)，这个临时对象再赋值给t4，所以调用了operator=，临时对象再析构，所以是~Test()

下面这三行代码，都是

Test(int)

operator=

~Test()

// 显式生成临时对象
t4 = Test(30);
t4 = (Test)30;
// 隐式生成临时对象
t4 = 30;

只不过前两个是显式，因为指明了Test，只不过从Test里面找int，最后一个是隐式，推断t4的类Test，再通过30这个int，找Test里面的int

前两个没有任何区别

这时再在上面的代码最后再加上这样的代码

p指向的是一个已经析构的临时对象
Test *p = &Test(40);
const Test &ref = Test(50);

此时输出会显示为

Test(int)  临时对象产生
~Test()		临时对象析构，当Test *p = &Test(40);这一句执行后，就被析构，所以此时指针已经无效了，因为临时对象已经被析构
Test(int)	引用的临时对象
~Test()	当main函数结束时，被析构

临时对象是没有名字的，所以过了这一句的生命周期，用指针指的话，就为空了

但是引用相当于别名，是把这块内存安了个名字，在这里，只有当引用对象什么时候出作用域，它才被析构

所以用指针指向临时对象是不安全的

再看两个

Test *p1 = new Test(10); // Test(int) 此时不是临时对象因为用的new，在堆上分配，而上面的是在栈上
Test *p1 = new Test[2]; // Test(int) Test(int)两次构造
delete p1; // ~Test()
delete []p2;// ~Test()  ~Test()

函数调用过程中，对象背后调用的方法太多

// 正确写法
Test GetObject(Test t)
{
	int val = t.getData();
	Test tmp(val);
	return tmp;
}

// 错误写法
Test* GetObject(Test t)
{
	int val = t.getData();
	Test tmp(val);
	return &tmp;
}
/*
因为这里的tmp是在函数里的局部对象，所以就算tmp传递一个指针，我们通过返回值知道地址后，但是这个函数运行结束后，这个内存就没了，所以这个对象的内存也就没了，那你知道了他的地址也没用了，所以不能返回局部的或者临时对象的指针或者引用
*/

// 正确写法
Test* GetObject(Test t)
{
	int val = t.getData();
	static Test tmp(val);
	return &tmp;
}
/*
这样就可以，因为static是一开始就分类的内存，他一直都在
*/

#include <iostream>
using namespace std;

Class Test
{
public:
    Test(int data = 10) :ma(data) //初始化ma的值
    {
        cout << "Test(int)" << endl;
    }
    ~Test()
    {
        cout << "~Test()"<< endl;
    }
    Test(const Test& t) :ma(t.ma)
    {
        cout << "Test(const Test&)" << endl;
    }
private:
    int ma;
};

Test GetObject(Test t)
{
	int val = t.getData();
	Test tmp(val);
	return tmp;
}

int main()
{
    Test t1;
    Test t2;
    t2 = GetObject(t1);
    return 0;
}

这三行代码，其实调用了11个函数

三条对象优化的规则

1.函数参数传递过程中，对象优先按引用传递，不要按值传递

2.函数返回对象的过程中，应该优先返回一个临时对象，而不要返回一个定义过的对象

3.接收返回值是对象的函数调用的时候，优先按初始化的方式接受，不要按赋值的方式接收

把上面的代码优化成这样

Test GetObject(Test &t) // 按引用传递，这样这里就少了一个构造
{
	int val = t.getData();
	//Test tmp(val);
	//return tmp;
    return Test(val); // 返回临时对象，这样少了上面两行的构造
}

int main()
{
    Test t1;
    Test t2 = GetObject(t1); //按初始化的方式接受
    //t2 = GetObject(t1);
    return 0;
}

这是第二条优化