C++中為什么要用指針象?

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)C++中為什么要用指針象?，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關(guān)知識有一定的了解。

問題描述

我在使用 C++ 進(jìn)行面向?qū)ο箝_發(fā)時(shí)，我發(fā)現(xiàn)一個(gè)很讓我非常困惑的問題：C++ 中經(jīng)常出現(xiàn)使用對象指針，而不是直接使用對象本身的代碼，比如下面這個(gè)例子：

Object *myObject = new Object;

而不是使用：

Object myObject;

要不就是調(diào)用對象的方法（比如 testFunc()）時(shí)不使用這種方式：

myObject.testFunc();

而是得寫成這樣：

myObject->testFunc();

我不明白代碼為什么要寫成這種形式，我能想到的是指針方式是直接訪問內(nèi)存，這么寫代碼可以提高代碼效率以及執(zhí)行速度，是這樣的么？

最佳回復(fù)來自 Joseph Mansfield

非常不幸，你在代碼中遇到這么多的動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，但這個(gè)只能說明有現(xiàn)在有太多不合格的 C++ 程序員。

這么說吧，你的兩個(gè)問題本質(zhì)上是同個(gè)問題。第一個(gè)問題是，應(yīng)該何時(shí)使用動(dòng)態(tài)分配（使用 new 方法）？第二問題是，什么時(shí)候該使用指針？

最先要牢記的重點(diǎn)是，你應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的方法。 一般來說，使用定義對象的方式比起使用手工動(dòng)態(tài)分配（或new指針）的方式會(huì)更加合理以及安全。

動(dòng)態(tài)分配

你的提問中，所列出的兩種分配對象方式的主要區(qū)別在于對象的生存期。通過 Object myObject 方式定義對象，對象的生存期是在其作用域內(nèi)自維護(hù)（automatic storage），這個(gè)意味著程序離開對象的作用域之后，對象將被自動(dòng)銷毀。當(dāng)通過 new Object() 方式分配對象時(shí)，對象的生存期是動(dòng)態(tài)的，這個(gè)意味著若不顯式地 detete 對象，對象將一直存在。你應(yīng)該只在必要的時(shí)候使用動(dòng)態(tài)分配對象。換句話說，只要有可能，你應(yīng)該首選定義可自維護(hù)的對象。

這里是兩個(gè)常見需要?jiǎng)討B(tài)分配對象的情況：

分配不限制作用域的對象，對象存儲在其特定的內(nèi)存中，而不是在內(nèi)存中存儲對象的拷貝。如果對象是可以拷貝/移動(dòng)的，一般情況下你應(yīng)該選擇使用定義對象的方式。

定義的對象會(huì)消耗大量內(nèi)存，這時(shí)可能會(huì)耗盡棧空間。如果我們永遠(yuǎn)不需要考慮這個(gè)問題那該多好（實(shí)際大部分情況下，我們真不需要考慮），因?yàn)檫@個(gè)本身已經(jīng)超出 C++ 語言的范疇，但不幸的是，在我們實(shí)際的開發(fā)過程中卻不得不去處理這個(gè)問題。

當(dāng)你確實(shí)需要?jiǎng)討B(tài)分配對象時(shí)，應(yīng)該將對象封裝在一個(gè)智能指針（smart pointer）或其他提供RAII機(jī)制的類型中（類似標(biāo)準(zhǔn)的 container）。智能指針提供動(dòng)態(tài)對象的所有權(quán)語義（ownership），具體可以看一下std::unique_ptr 和 std::shared_ptr 這兩個(gè)例子。如果你使用得當(dāng)，基本上可以避免自己管理內(nèi)存（具參見 Rule of Zero）。

指針

當(dāng)然，不使用動(dòng)態(tài)分配而采取原始指針（raw pointer）的用法也很常見，但是大多數(shù)情況下動(dòng)態(tài)分配可以取代指針，因此一般情況應(yīng)該首選動(dòng)態(tài)分配的方法，除非你遇到不得不用指針的情況。

1. 使用引用語義（reference semantics）的情況。有時(shí)你可能需要通過傳遞對象的指針（不管對象是如何分配的）以便你可以在函數(shù)中去訪問/修改這個(gè)對象的數(shù)據(jù)（而不是它的一份拷貝），但是在大多數(shù)情況下，你應(yīng)該優(yōu)先考慮使用引用方式，而不是指針，因?yàn)橐镁褪潜辉O(shè)計(jì)出來實(shí)現(xiàn)這個(gè)需求的。注意，采用這種方式，對象生存期依舊在其作用域內(nèi)自維護(hù)。當(dāng)然，如果通過傳遞對象拷貝可以滿足要求的情況下是不需要使用引用語義。

2. 使用多態(tài)的情況。通過傳遞對象的指針或引用調(diào)用多態(tài)函數(shù)（根據(jù)入?yún)㈩愋筒煌?，?huì)調(diào)用不同處理函數(shù)）。如果你的設(shè)計(jì)就是可以傳遞指針或傳遞引用，顯然，應(yīng)該優(yōu)先考慮使用傳遞引用的方式。

3. 對于入?yún)ο罂蛇x的情況，常見的通過傳遞空指針表示忽略入?yún)ⅰＨ绻挥幸粋€(gè)參數(shù)的情況，應(yīng)該優(yōu)先考慮使用缺省參數(shù)或是對函數(shù)進(jìn)行重載。要不然，你應(yīng)該優(yōu)先考慮使用一種可封裝此行為的類型，比如 boost::optional或者std::optional

4. 通過解耦編譯類型依賴減少編譯時(shí)間的情況。使用指針的一個(gè)好處在于可以用于前向聲名（forward declaration）指向特定類型（如果使用對象類型，則需要定義對象），這種方式可以減少參與編譯的文件，從而顯著地提高編譯效率，具體可以看 Pimpl idiom 用法。

5. 與C庫或C風(fēng)格的庫交互的情況。此時(shí)只能夠使用指針，這種情況下，你要確保的是指針使用只限定在必要的代碼段中。指針可以通過智能指針的轉(zhuǎn)換得到，比如使用智能指針的get成員函數(shù)。如果C庫操作分配的內(nèi)存需要你在代碼中維護(hù)并顯式地釋放時(shí)，可以將指針封裝在智能指針中，通過實(shí)現(xiàn) deleter 從而可以有效的地釋放對象。

關(guān)于C++中為什么要用指針象?就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識。如果覺得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。