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：

class Empty {
public:
Empty() { ... } //default构造函数
Empty(const Empty& rhs) { ... } //copy构造函数
~Empty() { ... } //析构函数，是否该是virtual见稍后说明

Empty& operator=(const Empty& rhs) { ... } //copy assignment操作符
};
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：

Empty e1; //default构造函数
//析构函数
Empty e2(e1); //copy构造函数
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;
};
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：

NamedObject<int> no1("Smallest Prime Number", 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
}; 现在考虑下面会发生什么事：

std::string newDog("Persephone");
std::string oldDog("Satch");
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
NamedObject<int> s(oldDog, 36); //我小时候养的狗Satch则是36岁，如果她还活着。
p = 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。