Question

在我准备考试的任务之一中，我仍然没有看到指针方法，我还在学习的开始（我只学习了Java）。

所以任务是string s被复制多少次以及在哪里。

我认为在t1中，由于指向地址的指针，字符串将被复制。我不确定。此外，我无法弄清楚字符串后的& - 符号是什么。

以下是代码：

#include <string>
using namespace std;
string t1(string z) { return z; }
string *t2(string &z) { return &z; }
string& t3(string *z) { return *z; }
string& t4(string& z) { return z; }
string t5(string &z) { return z; }

int main() {
  string s;
  t1(s);
  t2(s);
  t3(&s);
  t4(s);
  t5(s);
  return 0;
}

Answer 1

我认为分析这种行为的一个好方法是使用一个类似下面的简单类：

class Test{
public:
    int id;
    Test(){ cout << "Constructor is called!  id:" << id << endl; }
    Test(const Test &obj){
        id = obj.id;
        cout << "Copy-Constructor is called!  id:" << id << endl;
    }
    ~Test(){ cout << "Destructor is called!  id:" <<  id << endl; }
};

您需要特别注意的一件事是，当将对象传递给函数或作为函数的返回值而不是constructor时，会调用另一个名为copy constructor的函数将值从一个对象复制到另一个对象一个安全的，你可以自己定义它，你可以在我的示例类中看到。（为了实现它真的存在，你可以省略我的类中的这个函数并测试你的f1，看看没有构造函数的输出，但是有一个用于析构函数。）

现在回答你的问题我使用的是这个类，而不是string。我还想象作为函数参数发送的对象有id==100，并且在每个函数返回部分之前还有一个z.id = 55;或z->id = 55;。

Test t1(Test z) { z.id = 55; return z; }

通过调用此函数，您会看到copy-constructor输出两次。一旦复制id==100这是参数对象，另一个复制id==55的返回部分。在这些构造函数调用之后，我们可以看到id==55的两个析构函数调用在函数中被更改为z.id。

Test *t2(Test &z) { z.id = 55; return &z; }
Test &t4(Test &z) { z.id = 55; return z; }

在这些函数中，由于你正在使用引用和指针，所以不会有任何构造函数或析构函数调用，因此不会为参数和返回部分创建新对象。（顺便说一下，如果你＆＃39;我不确定这两者之间的区别是here.

Test &t3(Test *z) { z->id = 55; return *z; }

在这个中，也不会有任何新对象，但不同之处在于，由于返回值采用引用的形式，因此您可以返回对象（*z instead of z）的值，但如果你使用参考

Test t5(Test &z)  { z.id = 55; return z;  }

最后，在此功能中，当您到达返回部分时会创建一个新对象。

Answer 2

在我开始讨论之前，让我们了解一下大多数字符串课程的一些特别之处。字符串类通常实现为一种指向字符串缓冲区的智能指针。这意味着：

std::string s1("testing");
std::string s2;

s2 = s1;

虽然s2是唯一的字符串类，但在赋值s2 = s1之后，它们之间仍然只有一个字符串缓冲区。该缓冲区未被复制，它以一种只读方式共享。如果对s2中的字符串进行了更改，则会在此时创建一个副本，以使两个字符串指向不同的缓冲区。

你的问题可能不是关于缓冲区本身，而是关于操作这些缓冲区的字符串对象，但它在字符串的情况下是切向相关的（同样地，由于类似的原因，它与std :: shared_ptr相关）复制表现而言。复制std :: string类通常比复制底层缓冲区要少得多。

那就是说，还有一个关于你的代码样本值得解决的问题，以及这些函数的返回值是做什么的（部分是因为你问过＆amp;之后做了什么？其中两个中的字符串）。

轻微扩张重复：

#include <string>
using namespace std;
string t1(string z) { return z; }
string *t2(string &z) { return &z; }
string& t3(string *z) { return *z; }
string& t4(string& z) { return z; }
string t5(string &z) { return z; }

int main() {
  string s; string x; string *xp
  x  = t1(s);
  xp = t2(s);
  x  = t3(&s);
  x  = t4(s);
  x  = t5(s);
  return 0;
}

现在，将功能t1扩展一下非常重要。这里有理论和实际结果，它们在所有现代C ++编译器中都有所不同。在考试中，我希望你能回答纯粹的理论，忽略在这里发挥作用的省略副本。考虑x = t1(s)，其中理论s被复制为函数的参数，此时函数内的z是来自调用者的s的副本。返回值是按值，因此理论上会创建第二个副本以返回。然后，理论上，在分配x时执行另一个副本。现在，如果您在调试器中跟踪它，那么这也可能是您所见证的。但是，除了最天真的编译器之外，所有这些副本都将被省略，这样x将收到s的副本，好像x = s被写入一样（并且大多数编译器会检查这些文字代码，实现什么都不做，并发出一个只返回的程序。

现在，关于x = t2(s);该参数是对字符串的引用（这些事情是从右到左解释的，所以想想引用一个字符串，即使大多数人都说＆＃34;字符串引用＆＃34;。那意味着函数没有使用副本，它是调用者的。这个函数返回该字符串的地址，一个指针，这意味着没有复制s - 最多我们会说返回指针的副本。这与写入xp = &s;

相同

在x = t3(&s)我们有一个奇怪的案例。该函数接受一个指针，该指针需要＆s以取s的地址来提供该指针，因此在函数调用时不会复制s。该函数返回对字符串的引用（如前所述，从右到左读取，尽管有些人可能会说字符串引用）。由于这是指针的取消引用，结果只是通过它的地址引用s，并且在返回中不进行复制。返回是参考的事实进一步支持了这一点。引用实现为指针。它是一种特殊的指针，但在引擎盖下，它是一个指针 - 没有复制。但是，由于x是唯一对象，因此在为其分配x时，从该引用的赋值中进行复制。它解决了与编写x = s;

相同的问题

此功能支持的其他使用案例值得单独考虑：

string xr( t3( &s ) );

在这种情况下，引用用于初始化xr（从t3返回的引用）。它与string xr( s );类似。到目前为止，不是一个启示。但是，与t2和t1相比，请考虑使用返回的字符串。

t1(s).length();
t2(s)->length();
t3(&s).length();

这里，每个函数的返回用于调用string的成员。使用t1调用已将s复制到函数中，然后再次复制以返回临时字符串，然后销毁该字符串（将调用析构函数），这是您在查询中无法解决的问题。

然而，使用t2和t3的呼叫实际上是使用s进行呼叫，而不暗示任何副本。但是，在t2情况下，调用是通过指针进行的。 t2情况类似于写入（奇数）（＆amp; s） - ＆gt; length（），而t3情况与写入s.length（）相同。

T4与t3完全相同，只是调用的方式不同，以及与null可能传递给t3的可能性相关的暗示（导致解除引用时崩溃），这可能是＆＃39 t发生在t4。

T5与t4（和t3）的不同之处仅在于因为按值返回而隐含了副本。返回的内容类似于t1，操作类似于t1，并且仅与t1不同，暗示t5不会为函数体创建一个副本，它只是为返回创建一个副本。

假设您提供的示例代码，在调用t5后附加main：

string a, b;

// t1 is like having written:

a = s;
b = a;
x = b;

// t5 is like having written:

b = s;
x = b;

意思是，t1的第一个副本被t5取代了一个事实而不是一个值。

在现代C ++中，我们通常忽略理论在t1或t4，t5等情况下的性能含义。我们更关心为什么使用引用而不是副本，因为使用引用的副作用是对函数t5中的字符串所做的更改是对调用者进行的，而副本是隐含在t1中，因此呼叫者不会改变。这是您问题的重要组成部分。

如上所述，理论将始终复制书面所暗示的副本，但在实践中，由于优化，副本被省略（避免）。例如，在t1的情况下，该文字代码省略了所有隐含的副本 - 不会执行任何副本。但是，如果在t1的函数体内对z进行了更改，则会更改内容。如果对t1进行了更改，编译器会意识到更改z的副作用会改变s，除非进行复制，这意味着将创建t1的pass by value参数隐含的一个副本，以避免副作用，但仍然是以价值回报所隐含的副本。

Answer 3

如果由于编译器优化可能导致复制省略，至少需要一个副本，我将回答：

t1：返回一个新副本（与传递的字符串不同）：COPY
t2：你得到一个引用并返回一个指针：NO COPY
t3：你拿一个地址并返回一个引用：NO COPY - 如果指针为空则可能会崩溃
t4：您参考并返回参考：NO COPY
t5：您参考并返回一个值：COPY

如果没有优化，t1将需要2个副本：1个用于创建临时原始字符串，另一个用于在调用范围内创建返回的副本，但只有一个可以发生，如果有省略

t5只需要一个副本就可以在调用范围

中创建返回的副本

C ++ - 字符串复制任务

3 个答案: