Re: [問題] 暫時物件產生的原因

看板C_and_CPP (C/C++)作者sarafciel (Cattuz)時間2年前 (2022/01/11 07:13)推噓1(1推 0噓 2→)

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※ 引述《WangDaMing (王大明)》之銘言： : 開發平台(Platform): (Ex: Win10, Linux, ...) : Linux : 編譯器(Ex: GCC, clang, VC++...)+目標環境(跟開發平台不同的話需列出) : GCC : 最近看到一個例子不太懂這是c++的甚麼機制讓他產生暫時物件的 : #include <iostream> : #include <string> : using namespace std; : int main(){ : pair<const string,int> data = {"123",5}; : const pair<string,int> &ref = data; : } : 我看文章說因為data的first是const可是ref的first沒有const但是編譯器 : 不會讓他編譯錯誤會產生暫時物件. : 1.可是這邊我就不懂了,是甚麼機制讓他產生暫時物件的?有這機制的名稱嗎?? : 還有為何不讓他編譯錯誤要幫他產生暫時物件?? : 2.這種暫時物件新手蠻容易犯錯的, : 有比較好的方式可以幫助我們確認是否產生暫時物件嗎?? : 我知道書上推薦用auto不過如果先不考慮auto有甚麼方法確認嗎?? : 感謝各位 : ※ 編輯: WangDaMing (111.248.244.154 臺灣), 01/10/2022 22:18:42 Well,我不知道你看的是哪篇文章不過"編譯器不會讓他編譯錯誤"是一個不算錯但容易誤導的講法XD 這段程式碼好玩的地方在於，你把下面那行的const拿掉，他就編不過了但是如果你把const跟reference都拿掉，突然又可以編過了: https://godbolt.org/z/en8rWP511 所以到底是編的過還是編不過?碰到這種情況該怎麼判斷? 實際上你應該從最簡單的，也就是沒有const，也沒有reference的情況開始驗證: pair<string,int> ref = data; 這樣一段程式碼編譯器判斷是OK的，代表有兩種可能性: (1).pair<const string,int>在編譯器的認知中，跟pair<string,int>為同型態 (2).pair<const string,int>跟pair<string,int>不同型態，但pair有提供轉換的constructor，然後編譯器幫你做implicit conversion 如果加了reference就編不過去的話，實際上(2).是比較有可能的因為reference基本上是要求跟指到的對象type要完全一致(或者是子類) 但這個case是template的parameter多帶了一個const，到底會不會被判定成不一樣可能會讓對template不熟的人，比較疑惑一點所以這邊就需要寫code做一點驗證，假設(2).是對的那理論上我們寫一個很類似pair的template出來，但不提供轉換的constructor，這時候編譯器就會報錯: https://godbolt.org/z/8f95rrTdG 如果你對type_traits有一點認識，其實也可以用is_same去做檢驗: https://godbolt.org/z/a8ahYnT49 不論是哪一個都可以看出來，這兩個型態應該是認定為不一樣的所以之所以用std::pair可以過，不是什麼"編譯器不會讓他編譯錯誤" 而是std::pair主動去給出constructor，把有cv qualifier的情況再涵蓋近來這個std::pair的constructor寫法類似下面這樣不過為了閱讀方便起見沒寫到很嚴謹，參考就好: https://godbolt.org/z/GaEsMWqqf 了解了這個基本事實後，我們再把const跟reference加回去: 1.pair<string,int> & ref = data; 不能過，因為reference要求相當嚴格的型態一致 2.const pair<string,int> & ref = data; 可以過，但是為什麼可以過? 這是這段程式碼第二個tricky的地方，因為const reference允許隱式轉換與右值關於const reference接了右值之後會做什麼事，Sutter大神有寫過文章可以參考: https://herbsutter.com/2008/01/01/gotw-88-a-candidate-for-the-most-important-const/ 版上應該也有講解過這個性質的文章，可以往前翻挖一挖寶藏。正常來說右值的life cycle是定義到使用他的expression結束時消滅(呼叫destructor) 但透過const reference的綁定，可以將右值的生命週期延續到reference消滅為止在C++11之前因為沒有rvalue reference，有時候會用const reference這個性質讓右值留久一點做一些方便的應用。 C++11以後一般就是用rvalue reference做這件事了不過為了相容性，const reference還是保留了接右值的能力 const reference由於有const的承諾本身在型態上的要求並沒有non-const reference如此嚴格 non-const reference之所以要有嚴格的型態限制其中的一個原因就是你有可能會用這個換過型態的reference去改寫原變數的值但const reference限定只讀，這件事反而不會發生所以const reference允許你去做隱式轉換: int x = 3; const long & y = x; //implicit conversion from int to long 但是const reference實際上不是某個真正的instance，他只是個包過的指標而已所以這裡就會有一個問題產生，也就是這個指標到底該指到什麼東西? 應該指到x嗎?但指到x是很危險的一件事，以x64的情況來說因為x只有4個byte，long則有8個byte，就算y的功能只是read value 你也很有可能因為超界存取導致y讀到一個很奇怪的值，所以這裡他就必須要生一個真正的long出來: int x = 3; long temp = long(x);//你沒有寫，但compiler會幫你補 const long &y = temp; 這是為什麼在隱式轉換給const reference之後，會有一個"暫存值"的原因如果上面這一大坨有看懂的話，要回答你的問題就很簡單了: 1.之所以會有暫存物件，是因為你用了const reference 但就算是const reference，沒有辦法隱式轉換的型態編譯器也是會擋的這個例子會成功是因為， std::pair有提供在模板參數多cv qualifier的場合也能建構的constructor 導致assign給const reference時觸發隱式轉換 (確切的說，std::pair的constructor定的抽象非常強，不單是加減cv qualifier的場合，只要可以被轉換成該型態就可以丟進constructor 原PO的第一行其實就已經在用這個強抽象的好處了) 2.這個例子的觸發條件有三個: (a).const reference (b).可隱式轉換的type跟constructor (c).assign給const reference的expression其type必須觸發隱式轉換這裡面最不可能發生的事情應該是(c)，因為99%的情況你會給const reference的值應該是要跟const reference型態一致的所以(c)發生時比較大的可能應該是寫錯型態了如果是要避免這個問題的話，可以用type alias去弄一個簡單好記的alias來用: https://godbolt.org/z/KcW9YEcbo 或是用std::reference_wrapper跟std::cref去避免隱式轉換發生: https://godbolt.org/z/vrb5TbefW 大概是這樣，有錯還請版友不吝指正。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 123.193.37.4 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/C_and_CPP/M.1641856424.A.BDD.html