C++函数参数临时对象销毁时机及代码崩溃问题咨询

简短版问题 #

如下代码中：

QString dataStr;

myfunc(dataStr.toUtf8().constData());

toUtf8()创建的临时QByteArray对象是在进入myfunc()作用域前销毁，还是会被保证在myfunc()调用结束后才销毁？

详细版背景 #

我正在维护一段类似如下的代码：

class Request
{
public :
    std::function<void()> requestFunc;
};

void myfunc(const char* data)
{
    auto request = new Request();

    auto lambda = [](const std::string& str)
    {
        cout << str;
    };
    // 使用data
    request->requestFunc = std::bind(std::move(lambda), std::string(data));
    requestQueue.push(std::move(request));
}

QString dataStr;

myfunc(dataStr.toUtf8().constData());

// 一段时间后，requestQueue被处理，requestFunc被调用

一位同事的机器上出现了崩溃问题。我们通过显式修改toUtf8()创建的临时QByteArray对象的作用域解决了该问题：

...
QString dataStr;

const QByteArray tempObj = dataStr.toUtf8();
myfunc(tempObj.constData());

问题得到解决，但之后我们与另一位同事讨论时，我并不清楚C++标准/编译器是否会保证临时对象存活至函数调用结束，还是其作用域仅限于参数，导致进入myfunc()后临时对象已被销毁。

我总结了两种能解释该“修复”的可能性：

• 临时对象确实在进入函数前就已销毁，此时constData()指向已释放的内存。由于使用前没有过多操作，内存通常仍保留正确值且未被覆盖，这就是为什么多数情况下代码能正常运行，而修改后的版本是正确的修复方案。
• 临时对象仅在函数调用结束后才销毁。这意味着bug出在其他地方，该“修复”只是延迟了临时对象的销毁，从而降低了已释放内存被覆盖的概率。

如果是后一种情况，您知道bug可能出在哪里吗？

编辑补充：
后来发现问题出在我之前的代码上。修改前我是这样写的：

QString dataStr;
const char* dataPtr = dataStr.toUtf8().constData();
myfunc(dataPtr);

因此临时对象在调用myfunc()前就已被销毁。

核心解答 #

临时对象生命周期的C++标准规定 #

1. 作为函数实参的临时对象：当临时对象直接作为函数调用的实参时，它的生命周期会被延长至整个函数调用表达式完成，也就是myfunc()执行完毕之后才会销毁。所以在myfunc(dataStr.toUtf8().constData());这行代码中，toUtf8()创建的临时QByteArray会存活到myfunc()执行结束，此时myfunc()内部使用data指针是安全的。
2. 赋值给指针后的临时对象：如果像你补充的错误写法那样，把临时对象的constData()赋值给指针后再调用函数：

   const char* dataPtr = dataStr.toUtf8().constData();
   myfunc(dataPtr);
   

   这里toUtf8()返回的临时QByteArray在赋值语句结束时就会立即销毁（临时对象的生命周期仅覆盖它所在的完整表达式），导致dataPtr指向已释放的内存。后续调用myfunc()时使用该指针属于未定义行为，这就是崩溃的直接原因。

对两种可能性的分析 #

• 你的第一种假设完全符合实际场景：错误写法中临时对象确实在myfunc()调用前就销毁了，显式保存QByteArray的修改方案是正确的——因为tempObj的生命周期会覆盖myfunc()的整个调用过程，甚至更长，确保constData()指向的内存始终有效。
• 第二种假设的场景不成立：如果是直接用myfunc(dataStr.toUtf8().constData());的写法，临时对象会存活到函数调用结束，myfunc()内部用std::string(data)构造字符串时会复制内存内容，后续requestFunc调用的是绑定的std::string副本，和原临时对象无关，不会出现崩溃。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mickaël C. Guimarães