Effective C++ 05 了解C++默默编写并调用哪些函数 笔记

     Effective C++第2部分:构造/析构/赋值运算。

     每一个class都会有一个或多个构造函数、一个析构函数、一个copy assignment操作符。这些控制着基础操作,像是产出新对象并确保它被初始化、摆脱旧对象并确保它被适当清理、以及赋予对象新值。

     条款05:了解C++默默编写并调用哪些函数。

     什么时候empty class (空类)不再是一个empty class呢?当C++处理过它之后。如果你自己没有声明,编译器就会为它声明一个copy构造函数、一个copy assignment操作符和一个析构函数。此外如果你没有声明任何构造函数,编译器也会为你声明一个default构造函数。所有这些函数都是public且inline(见条款30)。因此如果写下:

class Empty { };

 这就好像你写下这样的代码:

1 class Empty {
2 public:
3   Empty() { ... }                             //default构造函数
4   Empty(const Empty& rhs) { ... }             //copy构造函数
5   ~Empty() { ... }                            //析构函数,是否该是virtual见稍后说明
6 
7   Empty& operator=(const Empty& rhs) { ... }  //copy assignment操作符
8 };

      只有当这些函数被需要(被调用),它们才会被编译器创建出来。程序中需要它们是很平常的事。下面代码造成上述每一个函数被编译器产出:

1 Empty e1;          //default构造函数
2                    //析构函数
3 Empty e2(e1);      //copy构造函数
4 e2 = e1;           //copy assignment操作符

       default构造函数和析构函数主要是给编译器一个地方用来放置“藏身幕后”的代码,像是调用base classes和non-static成员变量的构造函数和析构函数。注意,编译器产出的析构函数是个non-virtual(见条款7),除非这个class的base class自身声明有virtual析构函数(这种情况下这个函数的虚属性;virtualness;主要来自base class)。

     至于copy构造函数和copy assignment操作符,编译器创建的版本只是单纯地将来源对象的每一个non-static成员变量拷贝到目标对象。考虑一个NamedObject template,它允许你将一个个名称和类型为T的对象产生关联:

 1 template<typename T>
 2 class NamedObject {
 3 public:
 4   NamedObject(const char* name, const T& value);
 5   NamedObject(const std::string& name, const T& value);
 6   ...
 7 private:
 8   std::string nameValue;
 9   T objectValue;
10 };

      由于其中声明了一个构造函数,编译器于是不再为它创建default构造函数。这很重要,意味如果你用心设计一个class,其构造函数要求实参,你就无须担心编译器会毫无顾虑地为你添加一个无实参构造函数(即default构造函数)而遮盖掉你的版本。

     NamedObject既没有声明copy构造函数,也没有声明copy assignment操作符,所以编译器会为它创建那些函数(如果它们没有被调用的话)。现在,看看copy assignment操作符的用法:

1 NamedObject<int> no1("Smallest Prime Number"2);
2 NamedObject<int> no2(no1);                           //调用copy构造函数

     编译器生成的copy构造函数必须以no1.nameValue和no1.objectValue为初值设定no2.nameValue和no2.objectValue。两者之中,nameValue的类型是string,而标准string有个copy构造函数,所以no2.nameValue的初始化方式是调用string的copy构造函数并以no1.nameValue为实参。另一个成员NamedObject<int>::objectValue的类型是int(因为对此template具现体而言T是int),那是个内置类型,所以no2.objectValue会以“拷贝no1.objectValue内的每一个bits”来完成初始化。

     编译器为NamedObject<int>所生的copy assignment操作符,其行为基本上与copy构造函数如出一辙,但一般而言只有当生出的代码合法且有适当机会证明它有意义,其表现才会如我先前所说。万一两个条件有一个不符合,编译器会拒绝为class生成operator=。举个例子,假设NamedObject定义如下,其中nameValue是个reference to string, objectValue是个const T:

 1 template<class T>
 2 class NamedObject {
 3 public:
 4   //以下构造函数如今不接受一个const名称,因为nameValue如今是个reference-to-non-const string。先前那个char*构造函数已经过去了,因为必须有个string可供指涉。
 5   NamedObject(std::string& name, const T& value);
 6   ...                      //如前,假设并未声明operator=
 7 private:
 8   std::string& nameValue;  //这如今是个reference
 9   const T objectValue;     //这如今是个const
10 };

     现在考虑下面会发生什么事:

1 std::string newDog("Persephone");
2 std::string oldDog("Satch");
3 NamedObject<int> p(newDog, 2);  //当初撰写至此,我的狗Persephone即将度过其第二个生日
4 NamedObject<int> s(oldDog, 36); //我小时候养的狗Satch则是36岁,如果她还活着。
5 = s;                          //现在p的成员变量该发生什么事?

     赋值之前,不论p.nameValue和s.nameValue都指向string对象(当然不是同一个)。赋值动作如何影响p.nameValue呢?赋值之后p.nameValue应该指向s.nameValue所指的那个string吗?也就是说reference自身可被改动吗?如果是,那可就开辟了新天地,因为C++并不允许“让reference改指向不同对象”。换一个想法,p.nameValue所指的那个string对象该被修改,进而影响“持有pointers或references而且指向该string”的其他对象吗?也就是对象不被直接牵扯到赋值操作内?编译器生成的copy assignment操作符究竟该怎么做呢?

     面对这个难题,C++的响应是拒绝编译那一行赋值动作。如果你打算在一个“内含reference成员”的class内支持赋值操作符,你必须自己定义copy assignment操作符。面对“内含const成员”(如本例之objectValue)的classes,编译器的反应也一样。更改const成员是不合法的,所以编译器不知道如何在它自己生成的赋值函数内面对它们。最后还有一种情况:如果某个base classes将copy assignment操作符声明为private,编译器将拒绝为其derived classes将生成一个copy assignment操作符。毕竟编译器为derived classes所生成的copy assignment操作符想象中可以处理base class成分(见条款12),但它们当然无法调用derived class无权调用的成员函数。编译器两手一摊,无能为力。

请记住

     编译器可以暗自为class创建default构造函数,copy构造函数,copy assignment操作符,以及析构函数。

posted @ 2009-12-23 12:58  shengjin  阅读(360)  评论(0编辑  收藏  举报