解析C++中参数对象与局部对象的析构顺序的详解

在C++中，当一个函数使用参数对象时，我们需要关注参数对象与局部对象的析构顺序。这个问题可能会导致一些意外的问题，尤其是在使用对象的拷贝构造函数时。本文将详细讲解这个问题。

问题背景

在C++中，传递给函数参数的对象是在局部作用域内声明的，这些对象在函数结束时会被销毁。同时，当这些对象被传递到另一个对象的拷贝构造函数中时，拷贝构造函数还会生成一些局部的临时对象。这些对象的析构顺序会影响程序的正确性，因此需要我们关注。

为了更好地阐述这个问题，下面给出两个示例：

示例1

class A {
public:
    A() {
        std::cout << "A constructed" << std::endl;
    }
    ~A() {
        std::cout << "A destructed" << std::endl;
    }
};

class B {
public:
    B(const A& a) {
        std::cout << "B constructed with A" << std::endl;
    }
    ~B() {
        std::cout << "B destructed" << std::endl;
    }
};

void foo(B b) {
    std::cout << "foo function called!" << std::endl;
}

int main() {
    A a;
    foo(a);
    return 0;
}

在这个例子中，我们定义了两个类A和B，B有一个接受A作为参数的构造函数。同时我们定义了一个foo函数，它接受一个B对象作为参数并打印了一句话。

在主函数中，我们定义了一个局部变量a，并调用了foo(a)。这意味着，a会被复制到一个新的局部变量b中，并作为参数传递给函数foo。在执行foo函数时，我们期望程序将会打印出下面的内容：

A constructed
B constructed with A
foo function called!
B destructed
A destructed

但是，如果你运行这个程序，你会发现它打印出了：

A constructed
B constructed with A
foo function called!

你会发现，程序并没有按照我们期望的顺序执行析构函数。B destructed和A destructed并没有被打印出来。为什么会这样呢？

这是因为，当我们将a作为参数传递给foo函数时，它会被复制到一个新的临时对象b中。当foo函数执行完毕，b会被析构，然后才是a。因此，B destructed和A destructed并没有被打印出来。

示例2

class A {
public:
    A() {
        std::cout << "A constructed" << std::endl;
    }
    ~A() {
        std::cout << "A destructed" << std::endl;
    }
};

class B {
public:
    B(A* a) {
        std::cout << "B constructed with A pointer" << std::endl;
        mA = a;
    }
    ~B() {
        std::cout << "B destructed" << std::endl;
    }
private:
    A* mA;
};

void foo(B b) {
    std::cout << "foo function called!" << std::endl;
}

int main() {
    A a;
    B b(&a);
    foo(b);
    return 0;
}

这个例子和第一个例子基本一样，我们唯一不同之处在于，我们将B的构造函数改成了接受A指针的形式，并且把B的构造函数中的a改成了mA = a。

这个例子的预期打印输出是：

A constructed
B constructed with A pointer
B constructed with A
foo function called!
B destructed
A destructed
A destructed
B destructed

但是，如果你运行这个程序，你会发现它打印出了：

A constructed
B constructed with A pointer
B constructed with A
foo function called!
B destructed
A destructed
B destructed

我们发现，程序没有按照我们期望的顺序执行析构函数。这是因为，虽然在函数foo中，b是用对象的方式传递的，但是在函数B的构造函数中，a是用指针的方式传递的，这样会导致不同的析构顺序，导致我们看到了我们不希望看到的输出。

解决方案

为了避免这个问题，我们需要保证传递给函数的参数对象不会被复制。这个可以通过以下方式解决：

• 将参数对象作为指针或引用传递给函数。这样可以避免不必要的对象复制。
• 如果你必须复制参数对象，那么你需要自定义拷贝构造函数，并且保证在构造函数中将指针对象传递给拷贝的参数对象。这样可以保证在析构函数中不会出现意外的问题。

以下是修改后可以正确执行的示例程序1：

class A {
public:
    A() {
        std::cout << "A constructed" << std::endl;
    }
    ~A() {
        std::cout << "A destructed" << std::endl;
    }
};

class B {
public:
    B(const A* a) {
        std::cout << "B constructed with A pointer" << std::endl;
        mA = a;
    }
    B(const B& other) {
        mA = other.mA;
    }
    ~B() {
        std::cout << "B destructed" << std::endl;
    }
private:
    const A* mA;
};

void foo(const B& b) {
    std::cout << "foo function called!" << std::endl;
}

int main() {
    A a;
    B b(&a);
    foo(b);
    return 0;
}

这个程序会按照我们预期的顺序执行析构函数，输出：

A constructed
B constructed with A pointer
foo function called!
B destructed
A destructed
B destructed

结论

在C++中，参数对象和局部对象的析构顺序是需要我们关注的问题。为了避免这个问题，我们需要注意传递参数对象的方式，保证不要不必要的对象复制。当必须复制参数对象时，我们需要自定义拷贝构造函数，并且在构造函数中传递指针对象。