关于默认构造

看下面这段代码：

class Foo
{
public:
    int val;
    Foo *pnext;
};
 
void  foo_bar()
{
    Foo bar;
    if(bar.val || bar.pnext)
        //do something....
};

在C++ARM中作者说道：“C++构造函数，在它需要时被编译器产生出来”；

这里涉及到2个概念：

1. 需要的时候；

2. 编译器

 

当然，我们编写程序时非常希望对象Foo拥有一个构造函数，自动将val和*pnext进行初始化。这和刚才的“需要的时候”是一个概念吗？

no~前者是一个程序上的概念，而后者，则是编译器上的概念。

什么时候才能自动创建构造函数呢？——编译器需要它的时候！ 即使真的编译器需要它的时候，也不会初始化成员值为0。

 

这里强调，如果用户没有定义构造，那么编译器100%会提供一个默认构造。但这个默认构造是“有用构造(nontrival)”还是“无用构造(trivial)”？看情况而定。

无用构造内部无参，也不会自动初始化，当然这个操作由编译器完成，只是用来生成对象。

以下我们讨论的，都是在某些情况下，编译器创建了“有用构造”。

 

以下4种情况，编译器立功：

1. 带有“默认构造函数”的成员对象

如果一个类没有构造函数，但内部有一个对象成员，该成员类有默认构造，那么这个类的默认构造将会由编译器合成。

该合成操作只有在构造函数真正需要被调用时才发生。

那么在C++不同的编译模块中，编译器如何避免合成出多个默认构造：

class Foo
{
public:
     Foo();
     Foo(int);
};

class Bar
{
public:
     Foo foo;
     char *str;
}

void foo_bar()
{
     Bar *bar;   //Bar::foo must init here
     if(str)
        //do something....
}

被合成的Bar类的默认构造内部有必要代码，用来调用Foo类默认构造来处理成员对象Bar::foo，但它并不产生代码来初始化Bar::str。

是的，将Bar::foo初始化是编译器的责任。因为Foo都有自己的默认构造了，还需要我们来多此一举吗？但将Bar::str初始化则是程序的责任。

inline Bar::Bar()
{
     //被合成的默认构造可能会这样
     foo.Foo::Foo();
}

但要注意，这个默认构造只是满足编译器的需要。

 

※如果类A内部含有1个或1个以上的成员对象，那么A的每一个构造都必须调用每一个成员对象的默认构造。

所以，就算你的代码是这样的：

Bar::Bar()
{
     str = 0;
}

编译器也会这么做：

Bar::Bar()
{
     foo.Foo::Foo(); //编译器自动加入的编译器代码
     str = 0;
}
当然，如果成员对象很多，那么就按照声明次序由编译器依次添加构造调用。

 

2. 带有“默认构造函数”的基类

类似的道理，如果一个无任何构造的派生类继承于有默认构造的基类，那么这个派生类的默认构造由编译器生成。

class Base
{
     Base();
     // other member
}

class A : public Base
{
     // other member
}

它将调用基类的默认构造来合成自己的默认构造。

伪代码或许如下：

A::A()
{
     Base::Base();
     // other something....
}

 

3. 带有“一个虚函数”的类

1. class声明或继承一个virtual function

2. class派生自一个继承串链，其中有一个或更多的virtual base classes

此时，该类也需要自动合成出默认构造，该操作由编译器完成。

class Widget
{
     virtual void flip();
     //....
}

void flip(const Widget &widget) {widget.flip();};

//假设Bell和Whistle都派生自Widget类
void foo()
{
     Bell b;
     Whistle w;

     flip(b);
     flip(w);
}

类Widget/Bell/Whistle在编译期间会发生的操作：

1. 一个virtual function table（vtbl）会在编译器产生出来，内放class的virtual function地址；

2. 在每一个class object中，一个额外的pointer member（vptr）会被编译器合成出来，内含相关的class vtbl地址；

这里，因为Widget &widget使用了引用操作，所以产生了多态。内部使用了widget的vptr和vtbl中的flip()条目，最终指向的对象为Bell或Whistle。

 

4. 带有“一个虚基类”的类

虚基类的实现方法在不同编译器有极大差异。

class X { public: int i; };
class A : public virtual X { public: int j; };
class B : public virtual X { public: double d; };
class C : public A, public B { public: int k; };

//无法在编译时期确定出实际类型
void foo(const A* pa) {pa->i = 1024; };

main()
{
     foo(new A);
     foo(new C);
};