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一、主要討論下面兩個函數的區別:
int& at() { return m_data_; }
int at() { return m_data_; }
上面兩個函數,第一個返回值是int的引用int&,第二個返回值是int,二者的區別是什么呢?
我們先用一個語句 const int& a = mymay.at(); 來分別調用一次上面兩個函數,然后看匯編語言的結果。
反匯編結果:
1 #int& at() 2 #{ 3 # return m_data_; 4 #} 5 6 00BB6830 push ebp 7 00BB6831 mov ebp,esp 8 00BB6833 sub esp,0CCh 9 00BB6839 push ebx 10 00BB683A push esi 11 00BB683B push edi 12 00BB683C push ecx 13 00BB683D lea edi,[ebp-0CCh] 14 00BB6843 mov ecx,33h 15 00BB6848 mov eax,0CCCCCCCCh 16 00BB684D rep stos dword ptr es:[edi] 17 00BB684F pop ecx 18 00BB6850 mov dword ptr [this],ecx 19 m_data_++; 20 00BB6853 mov eax,dword ptr [this] 21 00BB6856 mov ecx,dword ptr [eax] 22 00BB6858 add ecx,1 23 00BB685B mov edx,dword ptr [this] 24 00BB685E mov dword ptr [edx],ecx 25 return m_data_; 26 #取地址this中的值5879712(m_data_的地址)到寄存器eax中,此時寄存器eax存的是m_data_的地址 27 00BB6860 mov eax,dword ptr [this] 28 } 29 00BB6863 pop edi 30 00BB6864 pop esi 31 00BB6865 pop ebx 32 00BB6866 mov esp,ebp 33 00BB6868 pop ebp 34 00BB6869 ret 35 36 37 38 39 40 const int& a = mymay.at(); 41 00176AA2 lea ecx,[mymay] 42 00176AA5 call MyMat::at (0171546h) 43 #此時寄存器eax中的值為m_data_的地址5879712,直接將地址5879712存入地址a中。 44 00176AAA mov dword ptr [a],eax 45 cout << a << endl;
1 #int at() 2 #{ 3 # return m_data_; 4 #} 5 6 7 012B6830 push ebp 8 012B6831 mov ebp,esp 9 012B6833 sub esp,0CCh 10 012B6839 push ebx 11 012B683A push esi 12 012B683B push edi 13 012B683C push ecx 14 012B683D lea edi,[ebp-0CCh] 15 012B6843 mov ecx,33h 16 012B6848 mov eax,0CCCCCCCCh 17 012B684D rep stos dword ptr es:[edi] 18 012B684F pop ecx 19 012B6850 mov dword ptr [this],ecx 20 return m_data_; 21 #和上面一樣,也是先取出m_data_的地址 22 012B6853 mov eax,dword ptr [this] 23 #和上面不一樣,不是直接將m_data_的地址放入寄存器eax中,而是取地址5879712中的值(m_data_=3)放入寄存器eax中,此時寄存器eax存的是m_data_的值(3) 24 012B6856 mov eax,dword ptr [eax] 25 } 26 012B6858 pop edi 27 012B6859 pop esi 28 012B685A pop ebx 29 012B685B mov esp,ebp 30 012B685D pop ebp 31 012B685E ret 32 33 34 35 36 37 const int& a = mymay.at(); 38 008E6AA2 lea ecx,[mymay] 39 008E6AA5 call MyMat::at (08E154Bh) 40 #此時eax的值為3,將3存入地址ebp-24h中, 41 008E6AAA mov dword ptr [ebp-24h],eax 42 #將eax的值變成ebp-24h 43 008E6AAD lea eax,[ebp-24h] 44 #將地址ebp-24h寫到地址為a中,此時a代表的地址是ebp-24h 45 008E6AB0 mov dword ptr [a],eax 46 cout << a << endl;
所以結論就是:
1、返回值為引用型(int& )的時候,返回的是地址,因為這里用的是 int& a=mymay.at(); ,所以a和m_data_指的是同一塊地址(由寄存器eax傳回的5879712)。
2、返回值不是引用型(int)的時候,返回的是一個數值。這個時候就很有意思了,編譯器是先將這個數值放入一個內存中(上面例子中,該內存地址為ebp-24h),再把這個地址付給a,此時的a代表的地址是ebp-24h,和m_data_代表的地址不一樣(m_data_代表的地址是5879712)。
3、綜上兩點可以看出,當返回的值不是引用型時,編譯器會專門給返回值分配出一塊內存的(例子中為ebp-24h)。
二、說明一下函數返回時,如果不是返回一個變量的引用,則一定會生成一個臨時變量。
看下面的函數,返回的是t而不是&t,所以一定會有臨時變量產生。
1 T function1(){ 2 T t(0); 3 return t; 4 } 5 T x=function1();
這里的過程是:
1.創建命名對象t
2.拷貝構造一個無名的臨時對象,並返回這個臨時對象
3.由臨時對象拷貝構造對象x
4.T x=function1();這句語句結束時,析構臨時對象
這里一共生成了3個對象,一個命名對象t,一個臨時對象作為返回值,一個命名對象x。
下面的函數稍微復雜一定,它沒有先定義一個中間變量t,看起來似乎是直接返回了一個臨時變量。但實際上,如果不經過c++的優化,那么它並沒有提高效率,因為它還是創建了3個對象。
1 T function2(){ 2 return T(0); 3 } 4 T x=function2();
這里的過程是:
1.創建一個無名對象
2.由無名對象拷貝構造一個無名的臨時對象
3.析構無名對象,返回臨時對象
4.由臨時對象拷貝構造對象x
5.T x=function2()語句結束時,析構臨時對象。
這里一共生成了3個對象,其中有2個對象都是馬上被析構掉的,不能被后面的代碼使用。既然是這樣,那么就會有優化的余地,可以嘗試着不要前面的兩個臨時變量。c++確實會做這樣的優化,優化后的c++會避免匿名對象和臨時對象這兩個對象的生成,而直接生成x,這樣就減少了兩次對象生成-回收的消耗,提高了程序性能。
其實function1()這段代碼也是會經過優化的,但因為臨時對象t是一個命名對象,所以一定會被創建。存儲返回值的臨時對象是多余的,會被優化掉而不生成。
但是,程序員不應該依賴這種優化,因為c++不保證這種優化一定會做。