C++对象模型之默认构造函数
在不声明自定义构造函数时,编译器会自动生成一个默认构造函数。但是这个默认构造函数有可能是一个trivial(无用的,空方法) constructor,也可能是nontrivial (有用的,会做一些初始化工作)constructor。
举个例子
class Foo { public: int val; Foo* pnext; } void foo_bar() { Foo bar; if(bar.val || bar.pnext) //...do something }
之前的想法是Foo有一个默认构造函数,可以将var和pnext初始化为0。
其实不然。
原因是将两个members初始化为0,并不是编译器所需要的。也就是说,编译器合成了一个默认构造函数是trivial constructor,不会对两个members做初始化。
那么什么情况下,编译器会合成nontrivial constructor?四种情况。
1、带有Default Constructor的Member Class Object
类中的一个member object有default constructor。
class Foo { public: Foo(); Foo(int); } class Bar { public: Foo foo; char* str; }
当创建Bar对象时,需要调用Bar的默认构造函数。被合成的默认构造函数需要能够调用Class Foo的 的默认构造,处理Bar::foo。
但是它并不产生任何代码初始化Bar::str。正如前面所说,初始化foo是编译器的责任,初始化str是程序员的责任。
如果为了初始化str,我们定义自己的构造函数:
Bar::Bar() {str = 0;}
此时编译器不会为我们合成默认构造函数,那么是如何实现上面的初始化foo的工作呢?
原来编译器会扩张已存在的constructors,在其中安插代码,在user code之前,根据member objects的声明次序,依次调用必要的default constructors。
类似这样:
Bar::Bar() { foo.Foo::Foo(); str = 0; }
2、带有Default Constructor的Base Class
一个没有任何构造函数的类派生自一个带有default constructor的父类,那么这个派生类的默认构造函数是nontrivial的。 它将调用base class的default constructor。
和上一条类似,当设计者提供多个构造函数时,编译器会扩张现有构造函数,在最开始调用base class constructor。
3、带有一个Virtual Function的Class
a) class声明或继承一个virtual function。
b)class派生自一个继承链,其中有一个或多个virtual base function。
下面两个扩张操作会在编译期间发生:
1、一个virtual function table会被编译器产生出来。里面保存class的virtual functions地址
2、每个class object中的vptr会被编译器合成出来,保存的是class vtbl的地址。
4、带有一个 Virtual Base Class的Class
class X { public: int x; }; class A : public virtual X { public: double a; } class B : public virtual X { public: double b; } class C : public A, public B { public: int c; }
上面给出的代码,是经典的虚继承和多重继承。在使用多态特性时,我们知道是在运行期确定的。那么以下这段代码,因为pa的真正类型是可以改变的,所以是无法在编译期决定出pa->X::x的位置的。
void foo( const A* pa ) { pa->x = 1; } main() { foo ( new A ); foo ( new C ); }
那么编译器怎么做的呢?
是在对象构造期间,在派生类对象中安插一个指针指向virtual base class, X。这时候需要编译器合成一个default constructor。
可能的编译器转变操作:
void foo( const A* pa ) { pa->__vbcX->x = 1; }