c++ - C++ 引用的工作原理

Question

在 C++ 工作 15 年后，我发现我并不完全理解引用。

class TestClass
{
public:
    TestClass() : m_nData(0)
    {
    }

    TestClass(int n) : m_nData(n)
    {
    }

    ~TestClass()
    {
        cout << "destructor" << endl;
    }

    void Dump()
    {
        cout << "data = " << m_nData << "  ptr = 0x" << hex << this << dec << endl;
    }

private:
    int m_nData;
};

int main()
{
    cout << "main started" << endl;

    TestClass& c = TestClass();
    c.Dump();

    c = TestClass(10);
    c.Dump();

    cout << "main ended" << endl;

    return 0;
}

// prints:
// main started
// data = 0  ptr = 0x0012FF54
// destructor
// data = 10  ptr = 0x0012FF54
// main ended
// destructor

我从这个测试中了解到 TestClass 实例是在堆栈上创建的(这是正确的吗？)并由第一个 TestClass 构造函数初始化。这个实例是什么时候分配的:是在main函数加载的时候还是在执行引用赋值的时候？什么时候销毁？

第二次引用赋值后，对象地址没有改变。这是否意味着析构函数和构造函数应用于同一内存区域？还是内存被释放(动态？在堆栈上？)并再次分配？

我知道关于堆栈和堆分配对象的生命周期、它们的构造函数和析构函数的一切，但我无法理解这个程序中究竟发生了什么。

编辑:谢谢大家。我试图在这个测试中重现一些其他(更复杂的)程序行为。你的评论帮助我理解了我的错误和我正在与之抗争的另一个程序......

固定代码是:

int main()
{
    cout << "main started" << endl;
    TestClass t;

    TestClass& c(t);
    c.Dump();

    c = TestClass(10);
    c.Dump();

    cout << "main ended" << endl;
    return 0;
}

2022 年 6 月 29 日的注释:在 Daniel Walker 的最新版本之后，这个问题看起来完全是废话。我对此概不负责。

Answer 1

您的代码存在多个问题，最终将毫无意义。但是，让我们破解它。

1) 您只能将临时对象绑定(bind)到const 引用，从而延长其生命周期:

const TestClass & c = TestClass();

2) 现在我们不能使用dump，因为你没有声明它const:

void Dump() const

3) c = TestClass() 是一个赋值。但是，c 现在是对常量的引用，不能对其赋值，因为赋值是非常量(原因很明显)。让我们解决这个问题:

const_cast<TestClass&>(c) = TestClass(10);

现在我们已经为临时但扩展的对象 c 分配了一个新值，一切都是应该的:

main started
data = 0  ptr = 0x0xbfa8219c
destructor
data = 10  ptr = 0x0xbfa8219c
main ended
destructor

指针是相同的，因为只有一个对象，即 c 引用的(临时)对象。分配给它是一种 hack，通常是未定义的行为，但出于本次演示的目的，我们避开了它。

中间析构函数是第二个临时 TestClass(10) 的析构函数。