我来自Java背景,已经开始使用C++中的对象。但我想到的一件事是,人们经常使用指向对象的指针,而不是对象本身,例如这样的声明:

Object *myObject = new Object;

而不是:

Object myObject;

或者不用函数,让我们说testFunc(),如下所示:

myObject.testFunc();

我们必须写下:

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。我说得对吗?


当前回答

假设你有一个包含类B的类A。当你想在类A之外调用类B的某个函数时,你只需要获得一个指向这个类的指针,你可以做任何你想做的事情,它也会改变类A中类B的上下文

但要小心动态对象

其他回答

但我不明白为什么我们要这样使用它?

如果您使用:

Object myObject;

在函数内部,此函数返回后,myObject将被销毁。因此,如果您不需要函数外的对象,这很有用。此对象将放在当前线程堆栈上。

如果在函数体内部写入:

 Object *myObject = new Object;

那么,一旦函数结束,myObject指向的Object类实例将不会被销毁,并且分配在堆上。

现在,如果您是Java程序员,那么第二个示例更接近于对象分配在Java下的工作方式。此行:Object*myObject=new Object;等效于java:Object myObject=new Object();。不同的是,在javamyObject下,它将被垃圾收集,而在c++下,它不会被释放,您必须在某处显式调用“delete myObject;”否则会导致内存泄漏。

自从c++11以来,您可以通过在shared_ptr/unique_ptr中存储值来使用安全的动态分配方式:新对象。

std::shared_ptr<std::string> safe_str = make_shared<std::string>("make_shared");

// since c++14
std::unique_ptr<std::string> safe_str = make_unique<std::string>("make_shared"); 

此外,对象通常存储在容器中,如map-s或vector-s,它们将自动管理对象的生命周期。

这个问题有很多很好的答案,包括前向声明、多态性等重要用例,但我觉得你的问题的“灵魂”部分没有得到回答,即Java和C++中不同的语法意味着什么。

让我们来比较一下这两种语言的情况:

Java语言:

Object object1 = new Object(); //A new object is allocated by Java
Object object2 = new Object(); //Another new object is allocated by Java

object1 = object2; 
//object1 now points to the object originally allocated for object2
//The object originally allocated for object1 is now "dead" - nothing points to it, so it
//will be reclaimed by the Garbage Collector.
//If either object1 or object2 is changed, the change will be reflected to the other

与此最接近的等效值为:

C++:

Object * object1 = new Object(); //A new object is allocated on the heap
Object * object2 = new Object(); //Another new object is allocated on the heap
delete object1;
//Since C++ does not have a garbage collector, if we don't do that, the next line would 
//cause a "memory leak", i.e. a piece of claimed memory that the app cannot use 
//and that we have no way to reclaim...

object1 = object2; //Same as Java, object1 points to object2.

让我们看看另一种C++方式:

Object object1; //A new object is allocated on the STACK
Object object2; //Another new object is allocated on the STACK
object1 = object2;//!!!! This is different! The CONTENTS of object2 are COPIED onto object1,
//using the "copy assignment operator", the definition of operator =.
//But, the two objects are still different. Change one, the other remains unchanged.
//Also, the objects get automatically destroyed once the function returns...

最好的方法是——或多或少——Java(隐式)处理指向对象的指针,而C++可以处理指向对象或对象本身的指针。这是有例外的——例如,如果您声明Java“原始”类型,它们是复制的实际值,而不是指针。所以

Java语言:

int object1; //An integer is allocated on the stack.
int object2; //Another integer is allocated on the stack.
object1 = object2; //The value of object2 is copied to object1.

也就是说,使用指针不一定是正确或错误的处理方式;然而,其他答案已经令人满意地涵盖了这一点。不过,总的想法是,在C++中,您可以对对象的生存期以及它们将生存的位置进行更多的控制。

重点是——Object*Object=newObject()构造实际上最接近典型的Java(或C#)语义。

主要问题是为什么我应该使用指针而不是对象本身?我的回答是,你应该(几乎)永远不要使用指针而不是对象,因为C++有引用,它比指针更安全,并且保证了与指针相同的性能。

你在问题中提到的另一件事:

Object *myObject = new Object;

它是如何工作的?它创建Object类型的指针,分配内存以适应一个对象,并调用默认构造函数,听起来不错,对吧?但实际上,如果你动态分配内存(使用关键字new),你还必须手动释放内存,这意味着在代码中你应该:

delete myObject;

这调用析构函数并释放内存,看起来很简单,但在大型项目中,可能很难检测一个线程是否释放了内存,但为此,您可以尝试共享指针,这会稍微降低性能,但使用它们要容易得多。


现在一些介绍已经结束,回到问题上来。

在函数之间传输数据时,可以使用指针而不是对象来获得更好的性能。

看看,你有std::string(它也是对象),它包含了很多数据,例如大XML,现在你需要解析它,但为此你有一个函数void foo(…),它可以用不同的方式声明:

void foo(std::string xml);在这种情况下,您将把变量中的所有数据复制到函数堆栈中,这需要一些时间,因此性能会很低。void foo(std::string*xml);在这种情况下,您将以与传递size_t变量相同的速度将指针传递给对象,但这种声明容易出错,因为您可以传递NULL指针或无效指针。指针通常在C中使用,因为它没有引用。void foo(std::string&xml);这里传递引用,基本上和传递指针一样,但编译器做了一些事情,不能传递无效引用(实际上,可能会使用无效引用创建情况,但这会使编译器感到棘手)。void foo(const std::string*xml);这里与第二个相同,只是指针值不能更改。void foo(const std::string&xml);这里与第三个相同,但对象值不能更改。

我还想提的是,无论您选择了哪种分配方式(新的还是常规的),您都可以使用这5种方式传递数据。


另一件事要提的是,当您以常规方式创建对象时,您会在堆栈中分配内存,但当您使用新对象创建对象时会分配堆。分配堆栈要快得多,但对于真正大的数据数组来说,它有点小,所以如果你需要大对象,你应该使用堆,因为你可能会遇到堆栈溢出,但通常这个问题是使用STL容器解决的,记住std::string也是容器,有些人忘记了:)

已经有很多很好的答案,但让我举一个例子:

我有一个简单的Item类:

 class Item
    {
    public: 
      std::string name;
      int weight;
      int price;
    };

我做了一个向量来容纳它们。

std::vector<Item>库存;

我创建了一百万个Item对象,并将它们推回到向量上。我按名称对向量进行排序,然后对特定项目名称进行简单的迭代二进制搜索。我测试了程序,完成执行需要8分钟。然后我改变我的库存向量如下:

std::vector<Item*>库存;

…并通过新建创建我的百万Item对象。我对代码所做的唯一更改是使用指向Items的指针,除了最后为清理内存而添加的循环。该程序运行时间不到40秒,或者比速度提高10倍还要快。编辑:代码位于http://pastebin.com/DK24SPeW通过编译器优化,在我刚刚测试过的机器上,它只增加了3.4倍,这仍然很可观。

Object *myObject = new Object;

这样做将创建对对象(堆上)的引用,必须显式删除该对象以避免内存泄漏。

Object myObject;

这样做将创建一个自动类型的对象(myObject)(在堆栈上),当对象(myObject)超出范围时,该对象将被自动删除。