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            zssure

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            MSDN中對VS2012版本的臨時對象的說明如下:

                在某些情況下,編譯器有必要產生臨時對象。

            1.     當初始化一個常量引用const reference)時,如果給定的初始化對象類型與目標引用類型不同(但是兩者  能夠相互轉換),需要產生臨時對象;
            2.     當函數的返回值是用戶自定義類型,且程序中未將此返回值拷貝到其他對象中時,需要產生臨時對象;
            3.     當給定的對象顯式向自定義對象類型轉換時,產生臨時對象;

            IBM官網上的給出的描述如下:

                C++中編譯器有些時候有必要產生臨時對象。通常在初始化引用、計算(評估evaluation)含有標磚類型轉換的表達式、參數傳遞、函數返回、評估異常拋出表達式(throw expression)。

            參考資料:

            http://msdn.microsoft.com/en-us/library/a8kfxa78(v=vs.110).aspx 

            http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/comphelp/v7v91/index.jsp?topic=%2Fcom.ibm.vacpp7a.doc%2Flanguage%2Fref%2Fclrc03cplr116.htm 

                總之,讀完之后,是不是還感覺臨時對象捉摸不定呢?的確,C++標準中沒有明確給出臨時對象的產生規則和條件,由編譯器自動產生的,不管是處于效率還是其他原因,各編譯器之間的產生時機和方式都略有不同,下面就MSVC編譯器進行一些基本的探討,下面的代碼都是在VS2008環境下編譯通過的。

            情況一:

                通過不同設數據類型來初始化常量引用

                在(1)代碼處,設置斷點,進行調試,查看反匯編如下:


                其中fild dword ptr[ebp-8] 是將整型變量iNum轉換成浮點型(float)并壓棧(相當于復制了一份iNum的數據存儲到浮點寄存器中)。【有關浮點數的匯編指令,可參見百度百科相關說明】。然后fstp dwrod ptr[ebp-20h]是出棧指令,將剛才存儲的浮點數據轉存到ebp-20h棧空間中。也就是說ebp-20h處就是我們要找的“臨時變量”。通過對比const float& r10=fNum;一行的反匯編指令,結果就更明顯了。

            情況二:當函數返回值是自定義類型時。

            我們知道,通常函數的返回值有兩種方式來傳遞:寄存器和棧。內置數據類型,通常都是通過寄存器(MSVC下是EAX)來直接作為返回值的存儲容器,將結果由被調用函數傳遞給調用者。但是如果返回值是字符串、數組等比較大的數據結構時,一個32位的寄存器EAX是不夠的,此時常常會利用到其他的寄存器(例如ECXEDX)等來進行轉存容器。自定義的類對象,通常通過在棧中開辟一塊空間(大小由編譯器根據類對象的大小自動設定)來轉存返回值。所以可以簡單的認為在棧中開辟的轉存空間就是一份返回值的副本,即“臨時對象”。通過寄存器的轉存,我們不能說是“臨時對象”,因為CPU的一切數據操作都是通過各種寄存器來完成的,況且寄存器中的數據也不存在聲明周期問題,隨時有可能被覆蓋掉,當然如果進行了進棧操作,那就可以叫做臨時對象了。

            示例代碼如下:

            main()函數中測試代碼:

                                             
            圖一

            Point是自定義的一個二維平面點類(因為如果直接定義成簡單的POD類,編譯器會直接將類進行優化,當做兩個單獨的整型數據成員來看,所以在定義類時,添加了自己的構造函數、析構函數、operator +、取值和設定函數)。類結構如下:


                                         圖二

            程序的直接運行(CTRL+F5)結果如下:


            由輸出結果可以直接看出,構造函數與析構函數不對稱,其中0012FE54處的對象只調用了析構函數,但是沒有調用構造函數。所以可以懷疑0012FE54應該是一個“temporary object”。(但是為什么可以不調用構造函數,卻要調用析構函數呢?這一點我還沒搞明白,有待考究一下)。

            下面單步調試進入到函數體中,看看究竟:

            首先進入到(圖一)中的(1)處:

            其反匯編代碼如下:

            其中,004111C2是構造函數Point(int x, int y)在跳轉表中的位置,如下:


            如圖所示,再次跳轉到Pointint x, int y)構造函數00411720處。

            Pointint x, int y)構造函數反匯編代碼如下:

            可以用下面的示意圖來表示有參構造函數的操作過程:

            同樣,運行到(圖一)中(2)時,結果完全相同:

            示意圖如下:


            然后到(圖一)中的(3)處:

            此時調用的是無參構造函數,其反匯編代碼如下:

            操作過程示意圖如下;


            最后,到了我們此部分的重點,p3=p1+p2;

            其反匯編代碼如下:


            可以看得出來,在調用operator+00411113)函數時,壓入了三個參數進棧:分別是p1的地址、p2的地址,和0x0012FF54(——我們所找的臨時對象)。下面就進入到了oeprator+友元函數體中,其反匯編代碼如下:

            從反匯編代碼可以看出,在return p3;語句時,將局部對象p30x0012FE10)拷貝到臨時對象0x0012FE54(進入函數前壓入棧中的第三個參數——我們要找的臨時對象)中。

            拷貝完成后,局部變量p3(0x0012FE10)調用其析構函數"call 00411037"。此時,由于p3=p1+p2求值表達式(evaluation expression)還未完成,所以臨時對象(0012FE54)并未調用其析構函數。

            接著往下看。


            然后將臨時對象中的值拷貝到了主函數的局部對象p3中(如圖中紅色代碼所示)。至此,求值表達式運算完成,意味著臨時對象(0x0012FE54)的生存已失去意義,遂將0x0012FE54復制到ECX中壓棧,然后調用析構函數。

            函數最后:return 0;時,主函數中的p1,p2,p3生命周期也就結束了,所以按照與構造函數相反的順序依次調用其析構函數,反匯編代碼如下:


            參考書籍:

            《深度探索C++對象模型》

            C++反匯編與逆向分析技術揭秘》
            注:文中是個人學習過程中的筆記,歡迎大家批評指正,交流溝通才能進步。

            個人郵箱:zssure@163.com

            posted on 2012-07-01 19:24 zssure 閱讀(172) 評論(0)  編輯 收藏 引用
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