条款05:了解C++默默编写并调用哪些函数
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。
那么当你当你编写了一个empty class的时候,当你利用编译器的对代码进行处理的时候,它其实已经并非是一个empty class 了。编译器会悄悄的给你生成了default 构造函数、一个析构函数、一个copy构造函数和一个copy assignment操作符,并且它们都是inline的(隐式inline)。如下代码示例
一个自定类: class empty{};
其实等于以下代码:
class Empty { public: Empty() { }//default 构造函数 ~Empty() { }//析构函数 Empty(const Empty& rhs) { }//copy构造函数 Empty& operator=(const Empty& rhs) { }//copy assignment操作符 };
注意:上面的重载的操作运算符operator=的返回值是对象的引用,条款21似乎说了不要妄想返回对象的引用,这篇文章的意思不是说不能返回对象的引用,而是当你要返回对象的引用的时候,要确定引用的本体是谁,它能否被合理的delete。
那么这四个名词的概念分别是:
default 构造函数:在你不提供任何构造函数的情况下,系统给出的一个不带参数,不包含函数代码的构造函数;但是当你声明了一个构造函数,编译器就不再为它创建default构造函数了。
析构函数:与构造函数相反,当对象脱离其作用域时(例如对象所在的函数已调用完毕),系统自动执行析构函数。析构函数往往用来做“清理善后” 的工作(例如在建立对象时用new开辟了一片内存空间,应在退出前在析构函数中用delete释放)。
copy构造函数:只有单个形参,而且该形参是对本类类型对象的引用(常用const修饰),这样的构造函数成为构造函数(C++ pirmer定义)。经常被称作X(const X&),而且也是由编译自动调用。
copy assignment操作符:自动合成的一种赋值操作符。
什么时候会调用copy构造函数
以下三种情况出现时,会调用一个类的拷贝构造函数:
1) 用一个已经实例化了的该类对象,去实例化该类的另外一个对象;
2) 用该类的对象传值的方式作为一个函数的参数;
3) 一个函数返回值为该类的一个对象。
编译器在copy构造函数被需要(被调用),copy构造函数才会被编译器创建出来,但是注意,编译器产出的析构函数是个non-virtual,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是虚属性)。
什么时候不会自动调用copy assignment操作符?
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。但在某些情况下编译器拒绝生成copy assignment操作符函数。比如存在引用成员和const成员。对于引用的改变,也就是说引用自身可被改动吗?如果是,那么就违背了C++的原则:引用不能修改指向对象。所以必须自己定义copy assignment操作符。但是对于copy构造函数,没有这方面的担心,因为对象里的引用或者const成员还没有被初始化。比如如下代码:
#include <iostream> using namespace std; class Person { public: Person(string& a, const int& b) : name(a), id(b) { } private: const int id; string& name; }; int main() { Person p1(string("chu"), 1); Person p2(string("jun"), 2); p1 = p2;/////// error C2582: 'operator =' function is unavailable in 'Person' system("pause"); return 0; }
还有一种情况编译器不会生成copy assignment函数,就是基类将copy assignment声明为private,派生类型就无法获得编译器的帮助,因为编译器为derived classes所生成的copy assignment操作符要处理base class成分。因为派生类型无法调用基类型的copy assignment函数(不具备访问权限)。
#include <iostream> using namespace std; class BaseClass { private: BaseClass& operator=(const BaseClass& rhs) { } }; class derived : public BaseClass { }; int main() { BaseClass px1, px2; px1 = px2; ///// 'BaseClass::operator =' : cannot access private member declared in class 'BaseClass' system("pause"); return 0; }
所以,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。