C++对象模型（二）：The Semantics of Copy Constructors(拷贝构造函数之编译背后的行为）

本文是 Inside The C++ Object Model's Chapter 2  的部分读书笔记。

有三种情况，需要拷贝构造函数：

1）object直接为另外一个object的初始值

2）object作为函数以值传递的参数

3） object以函数返回值形式返回

如果class没有提供一个explicit copy constructor时，编译器会以default memberwise initialization，也就是把每一个内建的或者派生的data member的值，从某个object直接拷贝到另外一个object上，对于member class object，以递归的方式施行memberwise initialization。

编译器并不会生成trivial的copy constructor，除非是bitwise copy semantics，以下四种情况就是非bitwise copy semantics：

1）class的某个member object声明有一个copy constructor时，这个copy constructor不会是被设计者声明的，或者是被编译器合成的

2）class继承自的base class含有copy constructor时

3）class含有virtual functions

4）class的base class是virtual时

编译器需要合成copy constructor，并且调用member object或者base class的copy constructor。

对于virtual function或者virtual inheritance，编译器需要为每一个object设计好vptr以便在runtime获取到正确的virtual function table。因为vptr处理不好有可能发生对象的sliced，导致出现blow up。

总结：

如果class是bitwise copy semantics，那么编译器不会合成copy constructor，只是按照default memberwise initialization copy source object到destination object。否则，编译器将合成copy constructor，以调用member object或者base class的copy constructor或者使得vptr设置好，使得在runtime可以使virtual base class或者base class可以正确访问virtual functions。

注意，本文只是说明编译器在copy constructor上为我们做了什么，并不是编译器合成的copy constructor就是安全可用的。这里需要和deep copy（深拷贝）/shallow copy（浅拷贝）加以区别。和编译器是否为我们合成default constructor一样，它只是完成自己的职责，并不会为non class member object and non-static members 初始化。 如果需要deep copy，设计者必须explicit declare copy constructor。否则即使编译器合成了，也会使得程序出现undefined behaviors。