运算符重载和堆与堆栈的混淆

Question

我正在查看以下教程： http://www.videotutorialsrock.com/opengl_tutorial/animation/home.php

这个人有向量class:

class Vec3f {
private:
    float v[3];
public:
    Vec3f();
    Vec3f(float x, float y, float z);

    float &operator[](int index);
    float operator[](int index) const;

    Vec3f operator*(float scale) const;
    Vec3f operator/(float scale) const;
    Vec3f operator+(const Vec3f &other) const;
    Vec3f operator-(const Vec3f &other) const;
    Vec3f operator-() const;

    const Vec3f &operator*=(float scale);
    const Vec3f &operator/=(float scale);
    const Vec3f &operator+=(const Vec3f &other);
    const Vec3f &operator-=(const Vec3f &other);

    float magnitude() const;
    float magnitudeSquared() const;
    Vec3f normalize() const;
    float dot(const Vec3f &other) const;
    Vec3f cross(const Vec3f &other) const;
};

带有示例定义：

Vec3f Vec3f::operator*(float scale) const {
    return Vec3f(v[0] * scale, v[1] * scale, v[2] * scale);
}

我不明白为什么会这样。这不应该立即导致分段错误吗？ return 值在堆栈上，应该在所有这些函数终止时被删除。为什么它有效？我对堆栈与堆的理解不正确吗？

编辑：我的理解基于此： How to return a class object by reference in C++?

Answer 1

这是二元乘法运算符，它返回 Vec3f 实例中的数据副本，乘以 float scale 为右值，供表达式的其余部分使用。

的工作原理已在 What are rvalues, lvalues, xvalues, glvalues, and prvalues?

中得到解答

另见 https://en.cppreference.com/w/cpp/language/operator_arithmetic

Answer 2

Vec3f Vec3f::operator*(float scale) const {
    return Vec3f(v[0] * scale, v[1] * scale, v[2] * scale);
}

这按值使用 return，所以 returned 是该行创建的 class 实例的 value，不是实例本身。

这与return 1;没有本质区别。 value 是 returned，而不是包含该值的任何特定实例或 class 成员。与几乎所有其他事情一样，实现的责任是弄清楚如何完成代码所要求的——在这种情况下，确保存在某个实例以在适当的生命周期内保存 returned 值。

Answer 3

所以，每个 cpu 都有自己的调用约定。有关更多详细信息，请查看 this and this

基本上，return 值，或 return 值的地址被复制到一个寄存器，如 ARM 中的 R0 和 x86 中的 EAX，以便函数的调用者可以访问它。

Answer 4

你可以看下面的例子：

Vec3f Vec3f::operator*(float scale) const {
    return Vec3f(v[0] * scale, v[1] * scale, v[2] * scale);
}

Vec3f a(1,2,3);
Vec3f b;
b = a * 2;

通常会发生以下情况：

运算符重载实现将使用新参数构造 Ve3f 的新实例，表示乘法。
return 过程将调用 b 的默认复制构造函数，并在参数中构造对象。复制构造函数会将字段从其参数复制到 'b' 的实例。

除了默认提供的浅拷贝之外，您始终可以实现自己的拷贝构造函数来执行其他操作。

Vec3f(const Ver3f &src)...

因此，您将获得一个新对象，其中的所有字段都是从 return 语句中创建的对象复制而来的。这是在 c++ 中为对象定义的 return 按值。

如果您 return 通过指针或引用编辑对象，结果会有所不同。它会导致内存损坏。

运算符重载和堆与堆栈的混淆

Confusion on operator overloading and heap vs stack

c++

memory-management

operator-overloading

heap-memory

stack-memory