Effective C++ 06 若不想使用编译器自动生成函数,就该明确拒绝 笔记
每一位真正的地产中介商都会说,任何一笔资产都是天上地下独一无二,没有两笔完全想像。因此我们认为,为HomeForSale对象做一份副本没有道理。你怎么可以复制先天独一无二的东西呢?因此,你应该乐意看到HomeForSale的对象拷贝动作以失败收场:
2 HomeForSale h2;
3 HomeForSale h3(h1); //企图拷贝h1-不应该通过编译
4 h1 = h2; //企图拷贝h2-也不应该通过编译
阻止这一类代码的编译并不是很直观。通常如果你不希望class支持某一特定机能,只要不声明对应函数就是了。但这个对策对copy构造函数和copy assignment操作符却不起作用,因为条款5已经指出,如果你不声明它们,而某些人尝试调用它们,编译器会为你声明它们。如果你不声明copy构造函数或copy assignment操作符,编译器可能为你产出一份,于是你的class支持copying。如果你声明它们,你的class还是支持copying。但这里的目标是阻止copying。
答案的关键是所有编译器产出的函数都是public。为阻止这些函数被创建出来,你得自行声明它们,但这里并没有什么需求使你必须将它们声明为public。因此你可以将copy构造函数或copy assignment操作符声明为private。由于明确声明一个成员函数,你阻止了编译器自创其专属版本;而令这些函数为private,是你得以成功阻止人们调用它。
一般而言这个做法并不绝对安全,因为member函数和friend函数还是可以调用你的private函数。除非你够聪明不去定义它们,那么如果某些人不慎调用任何一个,会获得一个连接错误(linkage error)。“将成员函数声明为private而且故意不去实现它们”这一伎俩是如此为大家接受,因而被用在C++ iostream程序库中阻止copying行为。是的,看看你手上的标准程序库实现代码中的ios_base,basic_ios和sentry。你会发现无论哪一个,其copy构造函数和copy assignment操作符都被声明为private而且没有定义。
将这个伎俩施行于HomeForSale也很简单:
2 public:
3 ...
4 private:
5 ...
6 HomeForSale(const HomeForSale&); //只有声明
7 HomeForSale& operator=(const HomeForSale&);
8 };
或许你注意到了,没有写函数参数名称。参数名称并非必要,只不过大家总是习惯写出来。这个函数毕竟不会被实现出来,也很少使用,指定参数名称没有用。
有了上述class定义,当客户企图拷贝HomeForSale对象,编译器会阻挠他。如果你不慎在member函数或friend函数内那么做,轮到连接器发出抱怨。
将连接期错误移至编译期是可能的(而且那是好事,毕竟愈早侦测出错误愈好),只要将copy构造函数和copy assignment操作符声明为private就可以办到,但不是在HomeForSale自身,而是在一个专门为了阻止coping动作而设计的base class内。这个base class非常简单:
2 protected:
3 Uncopyable() {} //允许derived对象构造和析构
4 ~Uncopyalbe() {}
5 private:
6 Uncopyable(const Uncopyalbe&); //但阻止coping
7 Uncopyable& operator=(const Uncopyable&);
8 };
为求阻止HomeForSale对象拷贝,唯一需要做的就是继承Uncopyable:
2 ... //class不再声明copy构造函数或copy assignment操作符
3 };
这行得通,因为只要任何人——甚至是member函数或friend函数——尝试拷贝HomeForSale对象,编译器便试着生成一个copy构造函数和一个copy assignment操作符,而正如条款12所说,这些函数的“编译生成版本”会尝试调用其base class的对应兄弟,那些调用会被编译器拒绝,因为其base class的拷贝函数是private。
Uncopyable class的实现和运用颇为微妙,包括不一定得以public继承它(见条款32和条款39),以及Uncopyable的析构函数不一定得是virtual(见条款7)等等。Uncopyable不含数据,因此符合条款39所描述的empty base class optimization资格。但由于它总是扮演base class,因此使用这项技术可能导致多重继承(多重继承见条款40),而多重继承有时会阻止empty base class optimization(再次见条款39)。通常你可以忽略这些微妙点,只像上面那样使用Uncopyable,因为它完全像“广告”所说的能够正确运作。也可以使用Boost(见条款55)提供的版本,那个class名为noncopyable,是个还不错的家伙,我只是认为其名称有点不太自然。
请记住:
为驳回编译器自动(暗自)提供的机能,可以将相应的成员函数声明为private并且不予实现。使用像Uncopyable这样的base class也是一种做法。