CPP学习之——按值传递对象(9.10)

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一 概述

从前面几节我们了解了按值传递与按址传递的区别，按址传递可以修改原始变量的值，按值传递由于是传递的原始变量的副本，因此它不会修改原始变量的值。

二 概念

  • 假如仅仅是传递变量的话，采用指针或者引用这种按址传递方式的优势不明显，但是假如是传递较大对象的话，这种优势是相当明显的
  • 这是因为，按值传递在向函数传递一个对象时，会像传递变量那样建立一个该对象的拷贝，而从函数返回一个对象时，也要建立这个被返回的对象的拷贝
  • 这样假如该对象的数据非常多时，这种拷贝带来的内存开销是相当可观的。比如说该对象拥有1000多个double型成员变量，每个double型变量占据8个字节，1000个就要占据8000个字节，每次通过值传递的方式给函数传递该对象，都要在栈中复制该对象，占用8000个字节的栈内空间，而返回该对象，又要在栈中复制一次，这样就又要占用8000个字节的内存空间。我们知道栈的内存只有2M大小，8000个字节占用8k，那么斤斤传递该对象就占用栈内16k字节的空间。并且别的对象要访问该对象的8000个数据成员的时候，也要同样采取复制的方式，那么系统的开销也无法估算了。
  • 然后，按值传递所付出的开销远不止如此，由于在传递过程中需要复制对象，因此会默认调用复制构造函数，该函数的作用就是创建某个对象的临时副本。关于复制构造函数，将会在深入函数中做进一步讲解，这里你只需知道，只要在栈中创建临时拷贝都会自动调用复制构造函数即可。
  • 而当函数返回时，传递该对象时创建的该对象时创建的该对象的副本会被删除，这时候又会自动调用该对象的析构函数来释放内存。假设返回的任然是该对象，并且仍采用按值传递的方式，那么就又会调用复制构造函数建立一个该对象的临时副本，当该值被成功返回给调用程序后，然后再调用该对象的析构函数删除临时拷贝并释放内存
  • 我们看到复制构造函数和析构函数一连被执行了两次，这无疑会增加系统的开销。我们用一个实例来演示一下按值传递一个对象的复制与删除过程

三 代码及输出

3.1 代码

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#include<iostream>
using namespace std;
class A {
public:
	A() {cout << "执行构造函数，创建一个对象\n";}
	A(A&) {cout << "执行复制构造函数，创建该对象的副本\n";}
	~A() {cout << "执行析构函数，删除该对象\n";}
};
A func(A one) 
{
	return one;
}
int main() 
{
	A a;
	func(a);
	return 0;
}

3.2 输出结果

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执行构造函数，创建一个对象
执行复制构造函数，创建该对象的副本
执行复制构造函数，创建该对象的副本
执行析构函数，删除该对象
执行析构函数，删除该对象
执行析构函数，删除该对象

3.3 说明

  • A a;该行定义了一个类A的对象a，创建一个对象会自动调用构造函数，由于构造函数中加入一条输出信息，所以我们看到输出"执行构造函数创建一个对象"
  • func函数：这时会自动调用复制构造函数创建对象a的一个副本，接下来将对象a按值传递到func函数中，所以我们看到输出了"执行复制构造函数创建该对象的副本"，以证明复制构造函数被调用
  • 当我们将这个副本传递到func函数中，这样程序转到这一行来执行，func函数又将接收到的副本返回了，由于返回方式也是按值返回，所以又会调用复制构造函数，再次创建一个返回值one的副本，所以我们看到输出的第三行还是复制构造函数调用的信息
  • 由于func函数的返回值没有赋给任何对象，因此这个返回值的临时对象也就被丢弃了，这时自动调用析构函数来释放这个临时对象所占用的内存

3.4 总结

通过这个程序我们就可以观察到，将一个对象按值传递给一个函数，会调用两次复制构造函数和两次析构函数，这样系统的开销是很大的。