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面對現實,超越自己
逆水行舟,不進則退
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   解釋以下語句的含義:
         1
new A;
         2
new A();    
   也許很多人包括我自己,都可以馬上給出第一種情況的答案:在堆上為A類分配內存,然后調用A的構造函數。這種說法被大家所熟知,因為包括《STL源碼剖析》等大作在內也都是這么寫的(但是你認為這種說法完全正確嗎?
其實不盡然,答案后面揭曉)
    第二種情況,對象構造的時候初始化列表為空會和第一種有什么不同呢?對于這種在實際工程中很少使用的情況,我一時還真給不出確切的答案。

   網上搜了一下,看到CSDN里面還有專門針對這個問題的一個帖子(原帖鏈接 http://bbs.csdn.net/topics/320161716)。

   好像最終也沒有可以信服的答案,認同度比較高的是這樣的說法:
加括號調用沒有參數的構造函數,不加括號調用默認構造函數或唯一的構造函數,看需求peakflys注:這種說法是錯誤的,答案后面揭曉)
   既然沒有特別靠譜的答案,不如自己動手找出答案。

   構造以下示例:

/**
 *\brief example1 difference between new and new()
 *\author peakflys
 *\data 12:10:24 Monday, April 08, 2013
 
*/

class A
{
public:
    int a;
};

int main()
{
    A *pa = new A;
    A *paa = new A();
    return 0;
}

查看main函數的匯編代碼(編譯器:gcc (GCC) 4.4.6 20120305 (Red Hat 4.4.6-4) )

int main()
{
  4005c4:   55                      push   %rbp
  4005c5:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
  4005c8:   48 83 ec 10             sub    $0x10,%rsp
    A *pa = new A;
  4005cc:   bf 04 00 00 00          mov    $0x4,%edi
  4005d1:   e8 f2 fe ff ff          callq  4004c8 <_Znwm@plt>         //調用new
  4005d6:   48 89 45 f0             mov    %rax,-0x10(%rbp)           //rax寄存器內容賦給指針pa(rax寄存器里是new調用產生的A對象堆內存地址)
    A *paa = new A();
  4005da:   bf 04 00 00 00          mov    $0x4,%edi
  4005df:   e8 e4 fe ff ff          callq  4004c8 <_Znwm@plt>         //調用new
  4005e4:   48 89 c2                mov    %rax,%rdx                      //rax的內容放入rdx,執行之后,rdx里存放的即是通過new A()產生的內存地址
  4005e7:   c7 02 00 00 00 00       movl   $0x0,(%rdx)                 //把rdx內存指向的內容賦為0值,即把A::a賦值為0
  4005ed:   48 89 45 f8             mov    %rax,-0x8(%rbp)             //rax寄存器內容賦給指針paa(rax寄存器里是new()調用產生的A對象堆內存地址)
     return 0;
  4005f1:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
}
  4005f6:   c9                      leaveq 
  4005f7:   c3                      retq
    通過上面產生的匯編代碼(AT&T匯編不熟悉的可以看注釋)可以很容易看出,new A()的執行,在調用完operator new分配內存后,馬上對新分配內存中的對象使用0值初始化,而new A 僅僅是調用了operator new分配內存!
   是不是這樣就可以下結論 new A()new A多了一步,即初始化對象的步驟呢?

   我們再看看下面這種情況:

/**
 *\brief example2 difference between new and new()
 *\author peakflys
 *\data 12:23:20 Monday, April 08, 2013
 
*/

class A
{
public:
    A(){a = 10;}
    int a;
};

int main()
{
    A *pa = new A;
    A *paa = new A();
    return 0;
}

   這種情況是類顯示提供含默認值的構造函數。
   查看匯編實現如下:

int main()
{
  4005c4:   55                      push   %rbp
  4005c5:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
  4005c8:   53                      push   %rbx
  4005c9:   48 83 ec 18             sub    $0x18,%rsp
    A *pa = new A;
  4005cd:   bf 04 00 00 00          mov    $0x4,%edi
  4005d2:   e8 f1 fe ff ff          callq  4004c8 <_Znwm@plt>
  4005d7:   48 89 c3                mov    %rax,%rbx
  4005da:   48 89 d8                mov    %rbx,%rax
  4005dd:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  4005e0:   e8 2d 00 00 00          callq  400612 <_ZN1AC1Ev>
  4005e5:   48 89 5d e0             mov    %rbx,-0x20(%rbp)
    A *paa = new A();
  4005e9:   bf 04 00 00 00          mov    $0x4,%edi
  4005ee:   e8 d5 fe ff ff          callq  4004c8 <_Znwm@plt>
  4005f3:   48 89 c3                mov    %rax,%rbx
  4005f6:   48 89 d8                mov    %rbx,%rax
  4005f9:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  4005fc:   e8 11 00 00 00          callq  400612 <_ZN1AC1Ev>
  400601:   48 89 5d e8             mov    %rbx,-0x18(%rbp)
    return 0;
  400605:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
}
  40060a:   48 83 c4 18             add    $0x18,%rsp
  40060e:   5b                      pop    %rbx
  40060f:   c9                      leaveq 
  400610:   c3                      retq 

   上面的匯編代碼就不在添加注釋了,因為兩種操作產生的匯編代碼是一樣的,都是先調用operator new分配內存,然后調用構造函數。
   上面的情況在VS2010下驗證是一樣的情況,有興趣的朋友可以自己去看,這里就不再貼出VS2010下的匯編代碼了。

   通過上面的分析,對于
new A new A() 的區別,我們可以得出下面的結論:
      
1、類體含有顯示適合地默認構造函數時,new Anew A()的作用一致,都是首先調用operator new分配內存,然后調用默認構造函數初始化對象。
     2、類體無顯示構造函數時,new A()首先調用operator new來為對象分配內存,然后使用空值初始化對象成員變量,而new A僅僅是調用operator new分配內存,對象的成員變量是無意義的隨機值!  peakflys注:對于基本數據類型,如int 適用此條)
   注意到,現在很多書籍對new操作符的說明都存在紕漏,例如《STL源碼剖析》中2.2.2節中有以下的描述:


事實證明,new Foo的操作是否有構造函數的調用是不確定的,具體要看Foo類體里是否有顯示構造函數的出現。

/*****************************************華麗分割線**************************************
補充:剛才發現,在C++Primer第四版5.11節中,已經有了對于new A()的說明:

   We indicate that we want to value-initialize the newly allocated object by following the type nameby a pair of empty parentheses. The empty parentheses signal that we want initialization but arenot supplying a specific initial value. In the case of class types (such as string) that define their own constructors, requesting value-initialization is of no consequence: The object is initialized by running the default constructor whether we leave it apparently uninitialized orask for value-initialization. In the case of built-in types or types that do not define any constructors, the difference is significant

     int *pi = new int;         // pi points to an uninitialized int 

     int *pi = new int();       // pi points to an int value-initialized to 0 

In the first case, the int is uninitialized; in the second case, the int is initialized to zero.
   這里給出的解釋和上面自己分析的new A()的行為是一致的。

/***************************************再次華麗分割線************************************
鑒于上面的結論是通過GCCVS2010得出的,而且有朋友也提出同樣的質疑,為了確定這種結果是否是編譯器相關的,剛才特意查看了一下C++的標準化文檔。
摘自:ISO/IEC 14882:2003(E) 5.3.4 - 15
— If the new-initializer is omitted:
      — If T is a (possibly cv-qualified) non-POD class type (or array thereof), the object is default-initialized(8.5). If T is a const-qualified type, the underlying class type shall have a user-declared default constructor.
      — Otherwise, the object created has indeterminate value. If T is a const-qualified type, or a (possibly cv-qualified) POD class type (or array thereof) containing (directly or indirectly) a member of const-qualified type, the program is ill-formed;
— If the new-initializer is of the form (), the item is value-initialized (8.5);

所以可以確定,這種情況完全是編譯器無關的(當然那些不完全按照標準實現的編譯器除外)
但是通過上面標準化文檔的描述,我們可以看出文中對new A在無顯示構造函數時的總結并不是特別準確,鑒于很多公司都有這道面試題(撇去這些題目的實際考察意義不說),我們有必要再補充一下: 對于new A: 這樣的語句,再調用完operator new分配內存之后,如果A類體內含有POD類型,則POD類型的成員變量處于未定義狀態,如果含有非POD類型則調用該類型的默認構造函數。而 new A()在這些情況下都會初始化。
   PS:估計很多公司的正確答案“ 也不一定正確吧。

 

本文轉自:http://m.shnenglu.com/peakflys/archive/2013/04/08/199208.html

 

posted on 2013-04-18 11:03 王海光 閱讀(486) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 其他
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