c++ - 临时函数参数的生命周期

Question

创建一个临时字符缓冲区作为默认函数参数并将r值引用绑定(bind)到它允许我们在单行同时避免在堆上创建存储的需要。

const char* foo(int id, tmp_buf&& buf = tmp_buf()) // buf exists at call-site

将引用/指针绑定(bind)到临时缓冲区并稍后访问它会产生未定义的行为，因为临时缓冲区不再存在。

从下面的示例应用程序可以看出，tmp_buf 的析构函数在第一个输出之后和第二个输出之前被调用。

我的编译器 (gcc-4.8.2) 没有警告我正在将变量绑定(bind)到临时变量。这意味着使用这种微优化来使用自动字符缓冲区而不是具有关联堆分配的 std::string 是非常危险的。

其他人进入并捕获返回的 const char* 可能会无意中引入错误。

<强>1。有没有办法让编译器对下面的第二种情况发出警告(捕获临时文件)？

有趣的是，您可以看到我试图使缓冲区无效 - 但我没有做到，所以这可能表明我不完全理解堆栈上的何处正在创建 tmp_buf。

<强>2。为什么我在调用 try_stomp() 时没有将 tmp_buf 中的内存丢弃？如何删除 tmp_buf？

<强>3。或者 - 以我展示的方式使用是否安全？ (我没想到这是真的!)

代码:

#include <iostream>

struct tmp_buf
{
    char arr[24];
    ~tmp_buf() { std::cout << " [~] "; }
};

const char* foo(int id, tmp_buf&& buf = tmp_buf())
{
    sprintf(buf.arr, "foo(%X)", id);
    return buf.arr;
}

void try_stomp()
{
    double d = 22./7.;
    char buf[32];
    snprintf(buf, sizeof(buf), "pi=%lf", d);
    std::cout << "\n" << buf << "\n";
}

int main()
{
    std::cout << "at call site: " << foo(123456789);
    std::cout << "\n";

    std::cout << "after call site: ";
    const char* p = foo(123456789);

    try_stomp();

    std::cout << p << "\n";
    return 0;
}

输出:

at call site: foo(75BCD15) [~] 
after call site:  [~] 
pi=3.142857
foo(75BCD15)

Answer 1

对于问题 2。

你没有丢弃变量的原因是编译可能在函数调用开始时分配了它需要的所有堆栈空间。这包括临时对象的所有堆栈空间，以及在嵌套范围内声明的对象。您不能保证编译器会执行此操作(我认为)，而不是根据需要将对象压入堆栈，但以这种方式跟踪堆栈变量的位置更高效且更容易。

当您调用 try_stomp 函数时，该函数会在 main 函数的堆栈之后(或之前，取决于您的系统)分配其堆栈。

请注意，函数调用的默认变量实际上是由编译到调用代码的，而不是被调用函数的一部分(这就是为什么需要成为函数声明的一部分，而不是定义的原因，如果它是单独声明的)。

所以在 try_stomp 中，您的堆栈看起来像这样(堆栈中还有很多内容，但这些是相关部分):

main       - p
main       - temp1
main       - temp2
try_stomp  - d
try_stomp  - buf

所以你不能从 try_stomp 中丢弃临时文件，至少不能不做一些非常离谱的事情。

同样，您不能依赖此布局，因为它依赖于编译，并且只是编译器如何执行此操作的示例。

丢弃临时缓冲区的方法是在 tmp_buf 的析构函数中执行此操作。

同样有趣的是，MSVC 似乎为所有临时对象单独分配堆栈空间，而不是为两个对象重新使用堆栈空间。这意味着即使重复调用 foo 也不会互相破坏。同样，您不能依赖这种行为(我想 - 我找不到对它的引用)。

对于问题 3。不，不要这样做!