对 C++ 面试问题的怀疑答案

【问题标题】：Doubt on a C++ interview question对 C++ 面试问题的怀疑
【发布时间】：2010-10-04 17:43:20
【问题描述】：

我读过Answers to C++ interview questions，其中有一个让我很困惑：

问：C++ 编译器什么时候创建临时变量？

A：假设函数参数是“const 引用”，编译器通过以下两种方式生成临时变量。

a) 实际参数是正确的类型，但不是左值
double Cube(const double & num)
{
  num = num * num * num;
  return num;
}

double temp = 2.0;
double value = cube(3.0 + temp); // argument is a expression and not a Lvalue
b) 实际参数的类型错误，但类型可以转换为正确的类型
 long temp = 3L;
 double value = cuberoot(temp); // long to double conversion

我的问题是一旦函数参数是const引用，为什么编译器会生成临时变量，这不是自相矛盾吗？另外，函数 Cube 是否应该因为修改了 const 参数而无法编译？

【问题讨论】：

标签： c++ reference constants temporary

【解决方案1】：

我在这里没有看到任何自相矛盾的东西。如果参数不是左值，或者类型错误，则引用不能直接附加到参数上，原因很明显；因此需要正确类型的中间临时。而是将引用附加到该临时文件。

Cube 函数确实被破坏（格式错误），因为它试图修改 const 值。

【讨论】：

@Tracy：如果您将引用实现为指针然后考虑 cube(const double*)，那么 Andrey 答案的真相可能看起来更明显 - 您不能只调用 cube(4)，而是必须创建一个临时的double tmp = 4;，然后调用cube(&tmp);。 double a = 1, b = 2; cube(&(tmp = a + b)); 也是如此。为了您的方便，这几乎是编译器在幕后可以做的事情:-)。（确实，标准没有指定引用是如何实现的，但想象一下这种最有可能/最常见的方式会很有帮助。）
@Tony：感谢您的方法来想象编译器可能会做什么，实际上，这对我理解生成临时变量有很大帮助

【解决方案2】：

在我看来是错误的 - gcc 会产生错误：

const_ref.cpp: In function ‘double cube(const double&)’:
const_ref.cpp:3: error: assignment of read-only reference ‘num’

【讨论】：

【解决方案3】：

编译器可以生成一个临时变量。没必要。

是的，Cube 实际上不应该编译。

【讨论】：

假设编译器没有内联函数，除了在堆栈的某处创建临时变量之外，它还有什么选择？

【解决方案4】：

您可以将表达式的结果（包括隐式转换的结果）传递给对常量的引用。理由是，虽然(const X & value) 可能比(X value) 使用起来更便宜，这取决于类型X 的复制成本，但效果几乎相同； value 被使用但未被修改（除非有一些冒险的 const 转换）。因此，允许创建临时对象并将其传递给函数是无害的。

不允许使用指向 const 的指针或指向非 const 的引用这样做，因为可能会发生意外（和不好）的事情，例如您可能希望将 long temp 转换回 long，这不会发生。

num = num * num * num; 无效是正确的。这是文本中的一个错误，但它提出的论点成立。

【讨论】：

@Jon：感谢指针指向 const 和引用非 const 的额外限制，但你所说的“将 long temp 转换回 long”是什么意思。
我的意思是，如果它是非常量的，那么你给出的第二个例子可能会改变它的双重过去。由于传递给它的值实际上不是temp，而是通过转换temp 创建的临时double，所以应该对temp 做什么？没有好的答案，一种可能性是将值重新转换为 long 并将其分配给 temp，但这是一个缩小的转换，因此结果可能出乎意料。另一个是放弃该值，但我们预计 temp 会被更改。没有好的结果，语言禁止它是明智的。
嗨，乔恩：你之前的解释适用于引用非 const 的情况，至于指针指向 const 的情况，我还是不明白。这是我的问题，假设论点是指向 const 的双精度指针，我将 temp（long 类型）传递给该函数，我怎么希望 temp 被更改，如果我这样做了，为什么我指定指向 const 的指针？
在这种情况下，没有自然演员可以使用
谢谢，我猜这是因为没有办法将指针指向长指针转换为指针指针

【解决方案5】：

因为在这两个示例中，都没有正确类型的非临时对象。

【讨论】：

谢谢，我只是过于关注通过引用传递参数的权力或限制

【解决方案6】：

我相信您对函数立方体无法编译的看法是正确的。无论如何，这应该会失败，并且在我的编译器（VC++ 2008）上也是如此。

至于创建临时：

每当实际参数出现时，都会创建一个支持 const 引用的临时值：

i) 不是正确的参考类型，并且， ii) 可以隐式转换为正确的类型。

在您的问题的示例 a) 中，创建了一个临时的 double 来保存值 3.0 + temp。然后调用 Cube() 并使用对临时的 const 引用。这是因为你不能引用3.0 + temp，因为它不是一个变量（它是一个右值——表达式的结果），所以它没有内存地址，也不能支持引用。隐式地，编译器会创建一个临时的double，然后给它赋值3.0 + temp。

在您的示例 b) 中，您有一个 long，但您的函数需要一个 double。编译器会将long 隐式转换为double。它通过创建一个临时的double，为其分配转换后的temp 值，然后创建一个const 对临时的引用，并将该引用传递给cuberoot

【讨论】：

【解决方案7】：

是的。 Cube()，正如你在这里展示的，应该编译失败。

【讨论】：