生命期 (lifetime): 带输出的构造、析构如何阅读?

生命期 (lifetime): 带输出的构造、析构如何阅读?#

前置内容

考试中这类题目所关注的是构造函数和析构函数的调用时机, 即对象的生命期什么时候开始、什么时候结束.

对象的生老病死为:

对象被创建/构造 (created/constructed)

  1. 对象所需的存储空间 (storage) 被分配 (allocated).

    2. 2这里的初始化包括默认初始化 (如 std::string string;) 中实际不进行初始化的情况 (如 int value;).

  2. 对象被初始化 (initialized) 2这里的初始化包括默认初始化 (如 std::string string;) 中实际不进行初始化的情况 (如 int value;)., 进而开始 (begins) 其生命期 (lifetime). 这个过程中, 自定义类型的构造函数将被调用.

对象被使用

  1. 在对象的生命期期间, 它可以根据其类型被合法使用.

对象被销毁 (destroyed)

  1. 对象被销毁 (destroyed), 进而结束 (ends) 其生命期. 这个过程中, 自定义类型的析构函数将被调用.

  2. 对象所用的存储空间被解分配 (deallocated).

由此, 对象具有两个属性: 生命期 (lifetime) 和存储周期 (storage duration).

生命期

只有在对象的生命期期间, 对象才被认为是合法的, 可以根据其类型被合法使用.

 1int* function() {
 2  int value;  // value 被创建 (分配存储空间 + 开始生命期)
 3  value = 0;  // 生命期内, int 类型的 value 可以被赋值
 4  return &value;
 5}  // value 被销毁 (结束生命期 + 解分配存储空间)
 6
 7int main() {
 8  int* pointer = function();
 9  *pointer     = 10;  // 未定义行为: 对象的生命期已经结束
10}
存储周期

存储周期描述什么时候为对象分配存储空间和初始化对象, 以及该存储空间会存在多久. 显然, 在对象的生命期期间其存储空间必须存在, 所以存储周期决定了对象的生命期最长能持续多久.

在课程范围内, 对象的生命期总是与存储空间的持续时间等同.

别看: 对象的生命期可以短于存储空间的持续时间

 1// 假设 sizeof(int) == sizeof(float)
 2int main() {
 3  int i;  // i 被创建 (分配存储空间 + 开始生命期)
 4  i = 1;
 5
 6  float* f = new (&i) float;  // i 结束生命期, f 开始生命期
 7  f = 1.5;
 8
 9  // i = 1;  // 未定义行为: i 的生命期已经结束
10}  // f 被销毁 (结束生命期 + 解分配存储空间)

警告

由于不清楚考试如何给的答案, 练习题中没有涉及一些模糊的和强制禁止优化也会被优化掉的地方 (例如用函数返回值构造具名对象).

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