为什么在堆上分配对象时不调用复制构造函数?

Why is the copy constructor not called when objects are allocated on heap?

提问人:Mohammad Hussein 提问时间:11/15/2020 更新时间:11/15/2020 访问量:400

问:

class Guitars
{
private:
    int serialNumber{0};
    float price{0.0};
    // GuitarSpecs spec{};

public:
    Guitars(int serNum, float price)
    {
        this->serialNumber = serNum;
        this->price = price;
    };
    Guitars(const Guitars &s)
        : serialNumber{s.serialNumber}, price{s.price}
    {
        std::cout << "Copy" << std::endl;
    };

    Guitars(Guitars &&source) noexcept : serialNumber{source.serialNumber}, price{source.price}
    {
        source.serialNumber = NULL;
        source.price = NULL;
        std::cout << "Move" << std::endl;
    };

    int GetSerial() const { return serialNumber; };
    float GetPrice() const { return price; };
    void SetPrice(float x) { this->price = x; }
};

class Inventory
{
private:
    list<Guitars *> *guitarList;

public:
    Inventory()
    {
        guitarList = new list<Guitars *>;
    }

    void AddGuitar(int serNum, float price)
    {
        Guitars *x = new Guitars(serNum, price);
        // Guitars x(serNum,price);
        guitarList->push_back(x);
    }

    void Display()
    {
        for (auto &&i : *guitarList)
        {
            std::cout << i->GetPrice() << "   " << i->GetSerial() << endl;
        }
    }

    ~Inventory()
    {
        for (auto &&i : *guitarList)
        {
            std::cout << i->GetSerial() << "  "
                      << "deleted " << std::endl;
            delete i;
        }
        std::cout << "List is deleted" << std::endl;
        delete guitarList;
    }
};

int main()
{
    Inventory I;
    I.AddGuitar(12050, 50.23);
    I.AddGuitar(10000, 20.00);
    I.Display();

    return 0;
}

有人可以向我解释为什么上面的代码中没有调用复制构造函数吗?

当我在堆上创建了一个 Guitar 指针列表以及堆上的 Guitar 对象,并带有指向它们的指针并将这些指针保存在 Inventory 列表中时,不会调用复制构造函数。为什么会发生这种情况,这个程序是否更有效,因为该程序不是 ganna 创建对象的副本,它在堆上创建一次,我们将指针与我们一起保存。

C++ 指针 C++14 复制构造函数

评论

13赞 Jarod42 11/15/2020
复制指针不会复制基础对象。
1赞 john 11/15/2020
坦率地说,这是可憎的,是你应该使用的。list<Guitars *> *guitarList;list<Guitars> guitarList;
1赞 Aziuth 11/15/2020
这些都不是性能最好的。我不确定你为什么这么想使用指针。使用 ,或者如果由于某种原因无法移动操作。std::list::emblace_back
1赞 PaulMcKenzie 11/15/2020
@MohammadHussein 您发布的代码中根本不需要指针。让编译器生成的复制构造函数和赋值运算符来完成这项工作,因为编译器知道如何在这种情况下优化代码。通过使用指针 和 ,你所做的是消除编译器优化代码的方法——因此代码可能会运行得更慢,而不是更快。“使用指针在优化中击败编译器”的技巧可能在 20 年前奏效,但在当今优化编译器的时代,它并不总是奏效。new/delete
1赞 PaulMcKenzie 11/15/2020
在堆上创建 List,并使用复制和移动构造函数来提高程序的效率——这是不好的信息。在堆上创建对象不会提高程序的性能。

答:

2赞 Aziuth 11/15/2020 #1

一些详细的答案,基于你谈论的优化:

您有以下代码:

list<Guitars *> *guitarList;

void AddGuitar(int serNum, float price)
{
    Guitars *x = new Guitars(serNum, price);
    // Guitars x(serNum,price);
    guitarList->push_back(x);
}

我认为你使用所有这些指针的原因是为了更快。如果像往常一样在堆栈上创建一个对象,然后被推回,这将创建一个副本,true。
相反,您可以做的是为堆栈对象定义移动操作,并将堆栈对象移动到您在列表中创建的内容中,例如通过调用移动构造函数
但更好的是使用 std::list::emplace_back,如下所示:
GuitarsGuitars

list<Guitars> guitarList;

void AddGuitar(int serNum, float price)
{
    guitarList.emplace_back(serNum, price);
}

无论如何,如果你谈论最优性,这些指针都不好。指针需要额外的空间,每次访问数据时,都必须取消引用指针。此外,正如@PaulMcKenzie在评论中所写的那样,这可能会阻止编译器为您优化。

此外,将列表成员本身设为指针(与 或 一起使用)也不是一个好主意。我看到的唯一原因是您是否要交换两个对象的列表,但在这种情况下,只需调用列表即可。list<Guitars*>* guitarList;list<Guitars>* guitarList;Inventorystd::swap

如果你放弃了指针,请注意你的所有其他代码是如何立即变得容易得多的。您甚至根本不需要定义析构函数。

(至于你问的实际问题,就像@Jarod42已经写过的那样,复制指针不会复制对象。

(顺便说一句,如果类代表一把吉他,那么我会选择单数,。GuitarsGuitar

编辑:

我创建了一小系列测试,用不同的方式填充列表,大部分使用未经修改的。(不过,我删除了非指针的分配。无论如何,我做了以下测试设置:GuitarsNULL

#include <iostream>
#include <list>

class Guitar
{
private:
    int serialNumber{0};
    float price{0.0};

public:
    Guitar(int serNum, float price)
    {
        std::cout << "Base" << std::endl;
        this->serialNumber = serNum;
        this->price = price;
    }
    Guitar(const Guitar& s)
        : serialNumber{s.serialNumber}, price{s.price}
    {
        std::cout << "Copy" << std::endl;
    }

    Guitar(Guitar&& source) noexcept : serialNumber{source.serialNumber}, price{source.price}
    {
        std::cout << "Move" << std::endl;
    }
};

void test_1()
{        
    std::cout << "test 1" << std::endl;
    std::list<Guitar*> guitarList;
    Guitar* x = new Guitar(1, 2.);
    guitarList.push_back(x);
    std::cout << std::endl;
}

void test_2()
{ 
    std::cout << "test 2" << std::endl;
    std::list<Guitar> guitarList;
    Guitar x(1, 2.);
    guitarList.push_back(x);
    std::cout << std::endl;
}

void test_3()
{ 
    std::cout << "test 3" << std::endl;
    std::list<Guitar> guitarList;
    guitarList.push_back(Guitar(1, 2.));
    std::cout << std::endl;
}

void test_4()
{
    std::cout << "test 4" << std::endl;
    std::list<Guitar> guitarList;
    guitarList.emplace_back(1, 2.);
    std::cout << std::endl;
}

int main()
{
    test_1();
    test_2();
    test_3();
    test_4();
}

其输出为:

test 1
Base

test 2
Base
Copy

test 3
Base
Move

test 4
Base

我希望这能增加对这里事物运作方式的进一步理解。
这些测试可以在以下 http://www.cpp.sh/35ld6 下找到

另外,我想提一下,如果我们谈论优化,我们必须谈论我们优化的内容。现在,我们有几乎没有内容的对象列表。在这种情况下,人们根本不会优化,因为我们谈论的是纳秒的差异。
需要考虑的情况是:

  1. 易于移动的大物体的小列表。在这种情况下,我们需要确保没有调用复制构造函数,但移动就可以了。
  2. 一小部分难以移动的大物体。在这种情况下,我们只想使用基本运算符,可能像您最初那样使用指针 - 但也有效并使事情变得更容易。请注意,难以移动的对象将暗示该类的设计很糟糕。emplace_back
  3. 一大堆小对象。在这里,我们希望使用尽可能少的构造函数,包括 move 构造函数。我们也不想使用指针列表,因为这会为我们提供每个对象额外的 64 位,并且以后会有很多取消引用。在那种情况下,真的很闪耀。emplace_back

所以换句话说,你不会出错。emplace_back

评论

1赞 G. Sliepen 11/15/2020
通过引用传递 s 和 s 肯定不如通过值传递它们最优。别这样。intfloat
0赞 Aziuth 11/15/2020
@G.Sliepen:你能详细说明一下吗?现在我只看到两个副本,而不是没有副本。(不是说我不信任你,只是想在我编辑答案之前听听原因。
1赞 Mohammad Hussein 11/15/2020
@Aziuth 谢谢,这对我帮助很大:)您可以在上面的 Guitar 类中添加副本并移动构造函数吗?
1赞 G. Sliepen 11/15/2020
这是一个链接,讨论将整数作为引用传递与复制。请注意,编译器非常擅长优化事物,特别是如果它们可以进行过程间优化,因此如果所有内容都在同一个源文件中,或者如果使用了链接时间优化,编译器可能会优化引用。但在某些情况下,这是不可能的,而且更多的是打字:)
1赞 Aziuth 11/15/2020
@G.Sliepen:非常感谢你的努力。今天学到了一些东西。