C++中引用和匿名对象的理解和本质剖析

简介:

大家对C++的引用应该都不陌生吧,抱着既要知其然,也要知其所以然的态度。下面将按照是什么?怎么用?为什么需要?本质剖析的流程来向大家一一描述。

引用是什么?

引用其实就是给变量起的一个别名,使用这个别名跟使用变量名没有区别。

那什么又是变量名呢?

变量名实质上是一段连续存储空间的别名,是一个标号(门牌号),编译器通过变量来申请并命名内存空间,程序员可以通过变量的名字可以使用存储空间。

也可以这样理解,变量名是逻辑概念,变量是物理层面,变量含数据类型和数据值,数据类型决定内存的分配,编译器将变量名和变量对应的内存联系起来,使程序员可以通过变量名来操作内存。

引用怎么用?

语法:Type& name = var;

规则:1、普通引用在声明时必须用其它的变量进行初始化

2、引用作为函数参数声明时不进行初始化(后面将通过引用本质来解释原因)

为什么需要引用?

1)引用作为其它变量的别名而存在,因此在一些场合可以代替指针

2)引用相对于指针来说具有更好的可读性和实用性

引用为java等高级的语言程序员提供了很大便利,其不需要了解C++中的指针,只需要按照以前的习惯来使用就可以。

引用的本质剖析(很重要!!)

1、引用其实是个常量,证明如下

 
  1. int main() 
  2. int a = 1
  3. //int& b;   C++编译器提示:错误“b”,必须初始化引用-->说明引用是个常量 
  4. int& b = a; 

说明: 必须初始化引用–>说明引用是个常量

2、引用其实也是个指针,证明如下

 
  1. struct teacher 
  2. int age;  //4个字节 
  3. teacher& m_techer; 
  4. }; 
  5.  
  6. struct student 
  7. int age;               //4个字节 
  8. short& weight; 
  9. }; 
  10.  
  11. int main() 
  12. cout说明m_techer的 
  13.                                                      引用占4个字节*/ 
  14. cout说明weight的引 
  15.                                                      用占4个字节*/ 
  16. system("pause"); 
  17. return 0

说明:从上面teacher&和short&的两个引用中占用的4个字节(32位系统),可以推断出引用其实是个指针。

根据1、2的结论可以推断出引用其实是个指针常量或者是常量指针,下面进一步证明。

3、引用其实是个指针常量 ,证明如下

 
  1. int main() 
  2. int a =10
  3. int m = 22
  4.  
  5. int& b = a; 
  6. &b = &m;      /*疑问:  b是引用,引用是个指针,指针赋值为什么还要在取地址符&b 
  7.                      (因为编译器在我们使用引用时,自动给引用披上了间接引用的外衣即:*b) 
  8.                  编译错误 “=”: 左操作数必须为左值-->引用是个指针常量,不能修改 
  9.                    其指针的指向。*/ 
  10.  
  11. system("pause"); 
  12. return 0

说明:引用是个指针常量。下面会说出C++编译器是怎么在C语言的基础上加入引用机制的。

4、C++编译器在C语言的基础上加入引用机制

说明:

1、声明引用时,C语言将引用声明的是指针常量。(为啥要初始化引用原因)

2、引用使用,C语言隐藏了对常指针自动间接引用,让我们完全不用了解指针

3、初始化引用时,C语言隐藏了对变量的取地址符&操作,让我们感觉是在直接给变量起别名

应用的剖析到此就结束了,下面我们来说说匿名对象吧。

什么是匿名对象

匿名对象可以理解为是一个临时对象,一般系统自动生成的,如你的函数返回一个对象,这个对象在返回时会生成一个临时对象。

匿名对象的生命周期(很重要!!!)

 
  1. class Cat 
  2. public
  3.     Cat() 
  4.     { 
  5.         cout<<"Cat类 无参构造函数"<<endl; 
  6.     } 
  7.  
  8.     Cat(Cat& obj) 
  9.     { 
  10.         cout<<"Cat类 拷贝构造函数"<<endl; 
  11.     } 
  12.  
  13.     ~Cat() 
  14.     { 
  15.         cout<<"Cat类 析构函数 "<<endl; 
  16.     } 
  17.  
  18. }; 
  19.  
  20. void playStage() //一个舞台,展示对象的生命周期 
  21.     Cat();             /*在执行此代码时,利用无参构造函数生成了一个匿名Cat类对象;执行完此行代码, 
  22.                             因为外部没有接此匿名对象的变量,此匿名又被析构了*/ 
  23.     Cat cc = Cat();    /*在执行此代码时,利用无参构造函数生成了一个匿名Cat类对象;然后将此匿名变 
  24.                             成了cc这个实例对象,此匿名对象没有被析构。*/ 
  25.     cout<<"cc 对象好没有被析构"<<endl;    
  26.  
  27. int main() 
  28.     playStage(); 
  29.     system("pause"); 
  30.     return 0

输出:

Cat类 无参构造函数
Cat类 析构函数
Cat类 无参构造函数
cc 对象好没有被析构
Cat类 析构函数

说明:

1、在执行playStage( )函数中的Cat( )时,生成了一个匿名对象,执行完Cat( )代码后,此匿名对象就此消失。这就是匿名对象的生命周期。

2、在执行playStage( )函数中Cat cc = Cat();时,首先生成了一个匿名对象,因为外部有cc对象在等待被实例化,然后将此匿名对象变为了cc对象,其生命周期就变成了cc对象的生命周期。

总结:

如果生成的匿名对象在外部有对象等待被其实例化,此匿名对象的生命周期就变成了外部对象的生命周期;如果生成的匿名对象在外面没有对象等待被其实例化,此匿名对象将会生成之后,立马被析构。

最后希望能对大家有帮助,沙米才疏学浅,有什么错误请留言指正,谢谢大家。


来源:51CTO

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