一尘不染

为什么我应该使用指针而不是对象本身?

c++

我来自 Java 背景并开始使用 C++ 中的对象。但是我想到的一件事是人们经常使用指向对象的指针而不是对象本身,例如这个声明:

Object *myObject = new Object;

而不是:

Object myObject;

或者不是使用函数,而是说testFunc(),像这样:

myObject.testFunc();

我们必须写:

myObject->testFunc();

但我不明白我们为什么要这样做。我认为这与效率和速度有关,因为我们可以直接访问内存地址。我对吗?


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2022-02-16

共1个答案

一尘不染

很遗憾,您经常看到动态分配。这只是表明有多少糟糕的 C++ 程序员。

从某种意义上说,你有两个问题捆绑在一起。首先是我们什么时候应该使用动态分配(使用new)?第二个是我们什么时候应该使用指针?

重要的带回家的信息是,您应该始终使用适当的工具来完成工作。在几乎所有情况下,都有比执行手动动态分配和/或使用原始指针更合适和更安全的方法。

动态分配

在您的问题中,您已经演示了两种创建对象的方法。主要区别在于对象的存储持续时间。在Object myObject;块内执行时,创建的对象具有自动存储持续时间,这意味着它会在超出范围时自动销毁。当您这样做时new Object(),该对象具有动态存储持续时间,这意味着它会一直保持活动状态,直到您明确delete它为止。您应该只在需要时使用动态存储持续时间。也就是说,您应该*始终*更喜欢在可能的情况下创建具有自动存储持续时间的对象

您可能需要动态分配的主要两种情况:

  1. 您需要该对象比当前范围更长- 该特定内存位置的特定对象,而不是它的副本。如果您可以复制/移动对象(大多数情况下应该如此),您应该更喜欢自动对象。
  2. 您需要分配大量内存,这可能很容易填满堆栈。如果我们不必关心这个就好了(大多数时候你不应该关心),因为它确实超出了 C++ 的范围,但不幸的是,我们必须处理系统的现实我们正在开发。

当您确实需要动态分配时,您应该将其封装在智能指针或其他执行RAII的类型(如标准容器)中。智能指针提供动态分配对象的所有权语义。例如,看一下std::unique_ptrand 。std::shared_ptr如果你适当地使用它们,你几乎可以完全避免执行你自己的内存管理(参见零规则)。

指针

但是,除了动态分配之外,原始指针还有其他更一般的用途,但大多数都有您应该喜欢的替代方案。和以前一样,除非你真的需要指针,否则总是更喜欢替代方案

  1. 您需要参考语义。有时您想使用指针传递对象(不管它是如何分配的),因为您希望传递它的函数能够访问该特定对象(而不是它的副本)。但是,在大多数情况下,您应该更喜欢引用类型而不是指针,因为这正是它们的设计目的。请注意,这不一定是关于将对象的生命周期延长到当前范围之外,如上面的情况 1。和以前一样,如果您可以传递对象的副本,则不需要引用语义。
  2. 你需要多态性。您只能通过指针或对对象的引用以多态方式(即根据对象的动态类型)调用函数。如果这是您需要的行为,那么您需要使用指针或引用。同样,参考文献应该是首选。
  3. nullptr您希望通过在省略对象时允许传递 a来表示该对象是可选的。如果它是一个参数,您应该更喜欢使用默认参数或函数重载。否则,您最好使用封装此行为的类型,例如std::optional(在 C17 中引入 - 使用早期的 C 标准,使用boost::optional)。
  4. 您希望解耦编译单元以缩短编译时间。指针的有用属性是您只需要指向类型的前向声明(要实际使用该对象,您需要一个定义)。这允许您解耦编译过程的各个部分,这可能会显着缩短编译时间。请参阅Pimpl 成语
  5. 您需要与 C 库或 C 样式库进行交互。此时,您被迫使用原始指针。你能做的最好的事情是确保你只在最后一刻松开你的原始指针。您可以从智能指针获取原始指针,例如,通过使用其get成员函数。如果一个库为您执行了一些分配,它希望您通过句柄解除分配,您通常可以使用自定义删除器将句柄包装在智能指针中,该删除器将适当地解除分配对象。
2022-02-16