3

自从我上次用 C++ 做某事以来已经有很多很多年了。这些天来，有人向我寻求 C++ 学校项目的帮助，我对我所见过的语言的一个“特性”很感兴趣，它运行良好，但我预计它不起作用。

我记得，我可以在堆上或堆栈上创建类的实例：

int main() {
  MyClass *inHeap = new MyClass();
  MyClass inStack = MyClass();
}

据我所知，第一个变量,inHeap将使编译器在main堆栈帧中保留一些堆栈，足以容纳一个指针（4 个字节？8 个字节？类似的东西），它指向对象的实际实例住在堆里。

此外，第二个变量,inStack将使编译器保留足够的堆栈以在堆栈帧中保存MyClassright的完整实例。main

现在，关于我的问题。假设我有一个函数应该返回一个MyClass. 起初，我以为它只能返回堆中的实例：

MyClass *createInHeap() {
  return new MyClass();
}
int main() {
  MyClass* inHeap = createInHeap();
}

但我看到的是以下内容：

MyClass createInStack() {
  MyClass c = MyClass();
  return c;
}
int main() {
  MyClass inStack = createInStack();
}

这里到底发生了什么？

  • MyClass的堆栈帧中是否保留了实例的内存createInStack？如果是这种情况，这段代码是否会强制将实例复制main到函数createInStack返回时的堆栈帧中？这个复制是如何执行的，即它只是在函数中自动为我调用复制构造main函数吗？

  • 我想到的另一种可能性是编译器足够聪明，已经为堆栈帧MyClass中的实例保留了内存。main这存在吗？这是某种优化以避免制作可能昂贵的副本吗？

最后一个问题，当我在堆栈中创建了一个实例时，它的析构函数究竟是什么时候调用的？创建它的范围何时完成？

4

2 回答 2

9

如果你正在做这样的事情：

MyClass createInStack() 
{
  MyClass return_value;
  return return_value;
}

int main() 
{
  MyClass inStack = createInStack();
}

然后是的，c在堆栈中逻辑上创建，createInStack()然后逻辑上返回它的副本，然后复制到inStackin 中main。

由于所有这些逻辑复制，有一个常见的误解是按值返回效率低下。但是，由于命名返回值优化，这并不是实际发生的情况。调用函数中的构造步骤只是推迟到被调用函数。它会是这样的（伪代码）：

void createInStack(MyClass &return_value)
{
  return_value.MyClass(); // construct return_value (not actually valid syntax)
}

int main()
{
  MyClass inStack; // except don't call the constructor
  createInStack(inStack);
}

如您所见，没有实际的复制发生。

此外，编译器可能会进行其他优化。它甚至可能决定inStack从不使用它，只是不创建它，但您可以非常确定，至少命名返回值优化将避免大量复制。

于 2013-04-28T17:41:03.667 回答
1

还应该指出，调用new不是一种无成本的操作。它可能有很大的开销，而且它肯定比在堆栈上制作本地副本使用更多的内存——当然，delete程序员必须处理和记住它，而且花费的时间也超过零。

因此，像往常一样，这是一个更好的设计决策，并了解正在发生的事情（以及了解先前答案中已经涵盖的“返回值优化”）。一个非常大的类需要很长时间来复制，但是一个只有几个值的小类，在堆栈上复制可能比分配和释放它更快。

于 2013-04-28T18:21:57.713 回答