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

指针有很多用例。

多态行为。对于多态类型,指针(或引用)用于避免切片:

class Base { ... };
class Derived : public Base { ... };

void fun(Base b) { ... }
void gun(Base* b) { ... }
void hun(Base& b) { ... }

Derived d;
fun(d);    // oops, all Derived parts silently "sliced" off
gun(&d);   // OK, a Derived object IS-A Base object
hun(d);    // also OK, reference also doesn't slice

引用语义和避免复制。对于非多态类型,指针(或引用)将避免复制可能昂贵的对象

Base b;
fun(b);  // copies b, potentially expensive 
gun(&b); // takes a pointer to b, no copying
hun(b);  // regular syntax, behaves as a pointer

注意,C++11具有移动语义,可以避免将昂贵的对象复制到函数参数中并作为返回值。但是使用一个指针肯定会避免这些问题,并且允许在同一个对象上使用多个指针(而一个对象只能从一次移动)。

资源获取。在现代C++中,使用新运算符创建指向资源的指针是一种反模式。使用特殊的资源类(标准容器之一)或智能指针(std::unique_ptr<>或std::shared_ptr<>)。考虑:

{
    auto b = new Base;
    ...       // oops, if an exception is thrown, destructor not called!
    delete b;
}

vs.

{
    auto b = std::make_unique<Base>();
    ...       // OK, now exception safe
}

原始指针只能用作“视图”,而不能以任何方式涉及所有权,无论是通过直接创建还是通过返回值隐式创建。另请参阅C++常见问题解答中的问答。

更细粒度的生命周期控制每次复制共享指针(例如作为函数参数)时,它指向的资源都保持活动状态。常规对象(不是由new创建的,直接由您创建或在资源类中创建)在超出范围时被销毁。

其他回答

对于指针,

可以直接与存储器对话。可以通过操纵指针防止程序的大量内存泄漏。

这已经详细讨论过了,但在Java中,一切都是指针。它不区分堆栈和堆分配(所有对象都在堆上分配),因此您不会意识到您正在使用指针。在C++中,可以根据内存需求将两者混合使用。C++中的性能和内存使用更具确定性(duh)。

tl;dr:不要“使用指针而不是对象本身”(通常)

你问为什么你更喜欢指针而不是对象本身。一般来说,你不应该。

现在,这条规则确实有多个例外,其他答案已经阐明了这些例外。问题是,这些天来,许多这些例外不再有效!让我们考虑一下公认答案中列出的例外情况:

您需要引用语义。

如果需要引用语义,请使用引用,而不是指针;参见@ST3的答案。事实上,有人会认为,在Java中,传递的通常是引用。

你需要多态性。

如果您知道要使用的一组类,通常可以使用std::variant<ClassA,ClassB,ClassC>(请参阅此处的描述),并使用访问者模式对它们进行操作。当然,C++的变体实现并不是最漂亮的;但我通常更喜欢它,而不是用指针弄脏。

您希望表示对象是可选的

绝对不要为此使用指针。您有std::可选的,与std::变体不同,它非常方便。请改用它。nullopt是空(或“null”)可选项。而且-这不是指针。

您希望分离编译单元以提高编译时间。

您也可以使用引用而不是指针来实现这一点。要在一段代码中使用Object&,只要说class Object;,即使用转发声明。

您需要与C库或C样式库交互。

是的,好吧,如果你使用已经使用指针的代码,那么-你必须自己使用指针,不能绕过这一点:-(而且C没有引用。


此外,有些人可能会告诉您使用指针来避免复制对象。由于返回值和命名的返回值优化(RVO和NRVO),这对于返回值来说并不是一个真正的问题。在其他情况下,参考文献可以很好地避免复制。

底线规则仍然与公认的答案相同:只有在有充分理由需要指针时才使用指针。


PS-如果你确实需要一个指针,你仍然应该避免直接使用new和delete。智能指针可能会更好地为您服务,它会自动释放(不像Java那样,但仍然如此)。

C++中对象指针的关键优势是允许同一超类的指针的多态数组和映射。例如,它允许将长尾鹦鹉、鸡、知更鸟、鸵鸟等放在鸟的阵列中。

此外,动态分配的对象更灵活,可以使用HEAP内存,而本地分配的对象将使用STACK内存,除非它是静态的。堆栈上有大型对象,尤其是使用递归时,无疑会导致堆栈溢出。

我将包括指针的一个重要用例。当您在基类中存储一些对象时,但它可能是多态的。

Class Base1 {
};

Class Derived1 : public Base1 {
};


Class Base2 {
  Base *bObj;
  virtual void createMemerObects() = 0;
};

Class Derived2 {
  virtual void createMemerObects() {
    bObj = new Derived1();
  }
};

因此,在这种情况下,不能将bObj声明为直接对象,必须有指针。