C++对象的生命周期详细解读

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前言

我们写C++就不可避免需要用到变量，用到变量就要知道生命周期原则，要不然写的代码自带bug，崩盘只是迟早的事。

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一、什么是生命周期？

生命期顾名思义就是出生到死亡的这个时间。放到C++的对象上就是从对象被创建开始到对象被回收结束这么一个过程。

二、对象类型

前面已经说了生命周期是相对于对象来说的，要讲解生命期必须围绕着对象的类型来说，不同类型的对象生命期是完全不一样的。

1.局部对象（local object）

又称自动对象（automatic object），在程序执行到对象定义的位置时创建，在程序执行到对象的作用域末尾时被回收。

代码如下（示例）：

#include <iostream>

class Demo {
public:
    Demo() { std::cout << "Demo" << std::endl; }

    ~Demo() { std::cout << "~Demo" << std::endl; }
};

void test() {
    Demo d;//对象定义的位置
}

int main() {
    test();
}

为了方便演示，增加了自定义构造和析构。
执行结果：
Demo
~Demo

2.名字空间对象和类静态对象（namespace object，static class object）

在程序开始时（main之前）被创建，在程序结束后（main之后）被销毁。

代码如下（示例）：

#include <iostream>

class Demo {
public:
    Demo() { std::cout << "Demo" << std::endl; }

    ~Demo() { std::cout << "~Demo" << std::endl; }
};

namespace WebCore {
    Demo d;
}


int main() {
    std::cout << "main start" << std::endl;
    std::cout << "main end" << std::endl;
}

正确执行后打印：
Demo
main start
main end
~Demo

3.局部静态对象（local static object）

在程序执行到对象被定义的位置创建，在程序结束后销毁（main结束后）。
示例：

#include <iostream>

class Demo {
public:
    Demo() { std::cout << "Demo" << std::endl; }

    ~Demo() { std::cout << "~Demo" << std::endl; }
};


void test() {
    static Demo d;//对象定义的位置
}


int main() {
    std::cout << "main start" << std::endl;
    test();
    std::cout << "main end" << std::endl;
}

执行结果：
main start
Demo
main end
~Demo

4.自由存储空间对象（free-store object）

用new创建，用delete销毁。这个没有明确的作用域，主要是看对象创建的位置。

示例：

#include <iostream>

class Demo {
public:
    Demo() { std::cout << "Demo" << std::endl; }

    ~Demo() { std::cout << "~Demo" << std::endl; }
};


void test() {
    Demo *demo = new Demo;
    delete demo;
}


int main() {
    std::cout << "main start" << std::endl;
    test();
    std::cout << "main end" << std::endl;
}

执行结果：
main start
Demo
~Demo
main end

可以看到，销毁是在test执行结束之后，和static对象的main执行结束销毁有严格区别！

5.临时对象

由特定的子表达式创建，在完整表达式求值完毕后销毁。
示例：

#include <iostream>

class Demo {
public:
    Demo() { std::cout << "Demo" << std::endl; }

    ~Demo() { std::cout << "~Demo" << std::endl; }
};


void test() {
    if (true) {
        Demo demo;
    }
}


int main() {
    std::cout << "main start" << std::endl;
    test();
    std::cout << "main end" << std::endl;
}

执行结果：
main start
Demo
~Demo
main end
其实，再细化的话，在if语句结束就销毁了。

三、很重要

我们看到了出现了很多静态对象，其中局部静态对象值得多说一句。这种静态对象生命周期直到main结束后才回收，而且作用域只在定义它的函数中。也就是说你在函数外面是不能访问它的，如果你定义的是自动内存那么不用操心它的回收问题，如果你是new出来的堆内存，那么你要小心了，如果你把它遗忘了，那它的内存就不会自动回收了，需要借助delete来回收。

当然，程序结束之后那些没有回收的内存其实也会被系统回收掉，只不过最好还是使用new+delete的搭配，不要投机取巧!

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总结

1、掌握这三种对象的生命期就可以写出没有bug的代码了，前提是深刻理解。