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前言一、传值传参二、传引用传参三、传值返回拷贝构造和赋值重载的辨析 四、传引用返回【❌】五、传匿名对象返回六、总计与提炼

前言

在传参和传返回值的过程中，一般编译器会做一些优化，减少对象的拷贝，这个在一些场景下还是非常有用的

经过深度探索类的六大天选之子学习，我们讲到了拷贝构造一些基本概念和调用形式经过构造函数的初始化列表的学习，我们知道了原来祖师爷在构造函数里还藏着这么个东西经过explicit关键字的学习，我们清楚了可以手动去禁用构造函数的隐式转换，本文继续细谈经过类中的static成员的学习，我们认识到类中的这两个双胞胎还真是不可分离

本文，我们将在前面的基础上继续展开学习，去探究一下拷贝构造在拷贝对象时会发生一些编译器优化

之前我们在讲explicit关键字的时候，我有提到下面这种写法会引发【隐式类型转换】，而且还画了对应的图示，中间会通过1构造产生一个A类型的临时对象，然后用再去调用拷贝构造完成拷贝。 不过这一块编译器做了一个优化，将【构造 + 拷贝构造】直接转换为【构造】的形式，本模块我们就这一块来进行一个拓展延伸，讲一讲编译器在拷贝对象时期的一些优化

A aa1 = 1;

一、传值传参

首先来看到的场景是【传值传参】，对象均是使用上面aa1

//传值传参void func1(A aa){}

?请你思考一下这种形式编译器还会像上面那样去优化拷贝构造吗

func1(aa1);

可以看到，还是发生了拷贝构造，为什么呢？因为对于这种形式编译器不会去随意优化，只有像上面在一个表达式内才会去进行一个优化。【这里的析构是针对函数内部的形参aa，main函数中的aa1也会析构，不做展示】

?那如果直接传入一个3呢，会做优化吗？

func1(3);

可以看到，若是直接传入3的话，就不会去调用拷贝构造了，这个其实和一开始我们讲得那个差不多，把构造 + 拷贝构造优化成了直接构造，【一开始的构造不用理他，为了构造出aa1对象】

?接下去我传入一个A(3)，会发生什么呢？

func1(A(3));

通过观察可以发现，和上面那个是一样的，其实读者去演算一下就可以很清楚，A(3)就是一个很明显的有参构造，实例化出一个对象后那就是拷贝构造，但是这里因为编译器的优化，所以直接变成了一个构造

二、传引用传参

接下去来看到的场景是【传引用传参】，传入的值还是上面的这三种，只是会通过传引用来接收

之前的文章里有说过为什么在传参的时候最好使用【传引用传参】，原因就是在于可以减少拷贝，提高程序运行效率

//传引用传参void func2(const A& aa)//不加const会造成权限放大{}

?那通过引用接收aa1会发生什么呢？

func2(aa1);

通过观察可以发现，无论是【构造】还是【拷贝构造】，都不会去调用，这是为什么呢？ 原因就在于这里使用的是引用接收，那么形参部分的aa就是aa1的别名，无需构造产生一个新的对象，也不用去拷贝产生一个，直接用形参部分这个就可以了，现在知道引用传参的好处了吧?

?那直接传3呢？又会发生什么？

func2(3);

观察得到，临时对象还是会去进行构造，不过因为引用接收的缘故，我里面的aa就是这个临时对象的别名，所以无需调用拷贝构造，所以也是当回到主函数中才调用析构函数，此时析构的就是这个临时对象这里要顺便提一句的是，因为这个临时对象，临时对象具有常性，所以在拷贝构造的参数中一定要使用const做修饰，否则就会造成权限放大

?那么A(3)也是和上面同样的道理

func2(A(3));

看完【传值传参】和【传引用传参】，我们来总结一下

在为函数传递参数的时候，尽量使用引用传参，可以减少拷贝的工作

三、传值返回

接下去我们来讲讲函数返回时候编译器优化的场景，首先是【传值返回】

//传值返回A func3(){A aa;return aa;}

?若是直接去调用上面这个func3()，会发生什么呢？

func3();

这个其实和传值传参的第一个是一样的，因为在函数中对象和返回不是处于同一个表达式，所以编译器不会产生优化，调试结果如下

?此处在函数调用的地方我使用一个对象去做了接收，那在上面【构造 + 拷贝构造】的基础上就会再多出一个【拷贝构造】，即为【构造 + 拷贝构造 + 拷贝构造】

A aa2 = func3();

不过通过调试可以看出，只进行了一次拷贝构造，这里其实就存在编译器对于【拷贝构造】的一个优化工作，将两个拷贝构造优化成了一个拷贝构造

这里可能比较抽象，我画个图来解说一下

可以看到，因为这是一个传值返回，所以一定会在构造产生临时对象。第一个是因为aa与A不是同一个表示式，所以不会引发编译器的优化；对于第二个来说，因为又拿了一个A的对象作为接收，所以又会产生一个拷贝构造。在这里编译器就要出手了，它会觉得两个拷贝构造过于麻烦，所以会直接优化成一个

拷贝构造和赋值重载的辨析

学习过【拷贝构造】和【赋值重载】的同学应该可以知道，它们的形式很像，若是一个对象还没有被实例化出来，使用=便是拷贝构造；若是一个对象已经实例化出来了，使用=便是赋值重载

A aa2;aa2 = func3();

仔细观察便可以发现，在拷贝构造完成之后又去进行了一次【赋值重载】，那看上面的代码其实就很明显了，那若是一个【拷贝构造】+【赋值重载】的话，编译器其实不会去做一个优化，那这其实相当于干扰了编译器

四、传引用返回【❌】

然后来说说【传引用返回】，不过若是你知道引用返回的一些机制的话，就可以清楚我下面这样其实是错误的，因为aa属于局部变量，出了当前作用域会销毁，所以不可以使用传引用返回，具体以下细述

A& func4(){A aa;return aa;}

?首先来看下直接调用的结果会是怎样的

func4();

可以看到因为传引用返回了，所以就减少了中间的一份临时对象的拷贝，也就没有去调用拷贝构造

?那我若是用一个返回值去接收的话，此时就可以看出引用返回临时对象的问题了

A aa3 = func4();

可以看到，最后在拷贝构造结束后，对象aa3内部的_a就是一个随机值

若是使用传值返回的话，去观察就可以发现并不是一个随机值

A func4()

五、传匿名对象返回

还记得上面讲到的【匿名对象】吗，也可以使用它返回哦，效率还不低呢！

//匿名对象返回A func5(){return A();//返回一个A的匿名对象}

?先调用一下看看会怎么样

func5();

可以看到本质还是传值返回，照理来说会构造出一个临时对象然后在拷贝构造，但是却没有调用拷贝构造，原因就是匿名对象起到的作用，对于A()你可以就把它看做是一个表达式，一个【构造】+【拷贝构造】就被优化成了直接构造

?如果用返回值去接收呢？编译器会优化到何种程度

A aa4 = func5();

可以看到，竟然也是只有一个构造。照道理分析来看的话应该是【构造 + 拷贝构造 + 拷贝构造】，不过在匿名对象返回那里已经优化成【直接构造】了，然后再外面的【构造 + 拷贝构造】由引起来编译器的优化，所以最终就只有一个构造了可以看到，最后我还去掉了三次析构函数，第一次就是当然就是aa4，第二次是aa3，第三次便是一开始就有的aa1了，通过这么调试观察，希望你能真正看懂编译器的思维

而且可以观察到匿名对象返回也不会造成随机值现象，因为本质使用的还是【传值返回】，这里不可以使用【传引用返回】，因为匿名对象构建出来的也是一个临时对象，具有常性，会造成权限放大

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六、总计与提炼

看完了上面这一些系列拷贝对象时编译器的优化，我们来做一个总结

对象返回总结

接收返回值对象，尽量拷贝构造方式接收，不要赋值接收【会干扰编译器优化】 函数中返回对象时，尽量返回匿名对象【可以增加编译器优化】

函数传参总结

尽量使用const + &传参，减少拷贝的同时防止权限放大

以上就是本文要介绍的所有内容，感谢您的阅读?