C++空类编译器自动生成的6个成员函数
2015-02-04 15:29
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一、问题
在C++中,编译器会为空类提供哪些默认成员函数?分别有什么样的功能呢?
二、详解
1、空类,声明时编译器不会生成任何成员函数
对于空类,编译器不会生成任何的成员函数,只会生成1个字节的占位符。有时可能会以为编译器会为空类生成默认构造函数等,事实上是不会的,编译器只会在需要的时候生成6个成员函数:一个缺省的构造函数、一个拷贝构造函数、一个析构函数、一个赋值运算符、一对取址运算符和一个this指针。
代码:
#include <iostream> using namespace std; class Empty_one { }; class Empty_two {}; class Empty_three { virtual void fun() = 0; }; class Empty_four : public Empty_two, public Empty_three { }; int main() { cout<<"sizeof(Empty_one):"<<sizeof(Empty_one)<<endl; cout<<"sizeof(Empty_two):"<<sizeof(Empty_two)<<endl; cout<<"sizeof(Empty_three):"<<sizeof(Empty_three)<<endl; cout<<"sizeof(Empty_four):"<<sizeof(Empty_four)<<endl; return 0; }运行结果:
分析:
类Empty_one、Empty_two是空类,但空类同样可以被实例化,而每个实例在内存中都有一个独一无二的地址,为了达到这个目的,编译器往往会给一个空类隐含的加一个字节,这样空类在实例化后在内存得到了独一无二的地址,所以sizeof(Empty_one)和sizeof(Empty_two)的大小为1。
类Empty_three里面因有一个纯虚函数,故有一个指向虚函数的指针(vptr),64位系统分配给指针的大小为8个字节,所以sizeof(Empty_three)的大小为8。
类Empty_four继承于Empty_two和Empty_three,编译器取消Empty_two的占位符,保留一虚函数表,故大小为8。
2、空类,定义时会生成6个成员函数
当空类Empty_one定义一个对象时Empty_one pt;sizeof(pt)仍是为1,但编译器会生成6个成员函数:一个缺省的构造函数、一个拷贝构造函数、一个析构函数、一个赋值运算符、两个取址运算符。class Empty {};等价于:
class Empty { public: Empty(); //缺省构造函数 Empty(const Empty &rhs); //拷贝构造函数 ~Empty(); //析构函数 Empty& operator=(const Empty &rhs); //赋值运算符 Empty* operator&(); //取址运算符 const Empty* operator&() const; //取址运算符(const版本) };使用时的调用情况:
Empty *e = new Empty(); //缺省构造函数 delete e; //析构函数 Empty e1; //缺省构造函数 Empty e2(e1); //拷贝构造函数 e2 = e1; //赋值运算符 Empty *pe1 = &e1; //取址运算符(非const) const Empty *pe2 = &e2; //取址运算符(const)
C++编译器对这些函数的实现:
inline Empty::Empty() //缺省构造函数 { } inline Empty::~Empty() //析构函数 { } inline Empty *Empty::operator&() //取址运算符(非const) { return this; } inline const Empty *Empty::operator&() const //取址运算符(const) { return this; } inline Empty::Empty(const Empty &rhs) //拷贝构造函数 { //对类的非静态数据成员进行以"成员为单位"逐一拷贝构造 //固定类型的对象拷贝构造是从源对象到目标对象的"逐位"拷贝 } inline Empty& Empty::operator=(const Empty &rhs) //赋值运算符 { //对类的非静态数据成员进行以"成员为单位"逐一赋值 //固定类型的对象赋值是从源对象到目标对象的"逐位"赋值。 }例如:m是类C中的一个类型为T的非静态成员变量,若C没有声明拷贝构造函数(赋值运算符), m将会通过T的拷贝构造函数(赋值运算符)被拷贝构造(赋值);该规则递归应用到m的数据成员,直到找到一个拷贝构造函数(赋值运算符)或固定类型(例如:int、double、指针等)为止。
三、总结
(1)上述运行结果依赖于编译器和64位、32位不同的系统。(2)本博文只是总结一些C++特性,也有无法理解的地方,不足之处还请指出,在此先感谢!
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