Effective C++ 學習筆記 《五》

Item 5: Know what functions C++ silently writes and calls

這一節講的是C++編譯器會為程式員預設生成的函數

對于一個“空類”

class Empty{};

看上去好像什麼都沒有

但是當需要構造類對象，拷貝類對象等等的時候，編譯器會預設為這個類生成預設構造函數，拷貝構造函數，析構函數和拷貝指派運算符，而且這些函數都是public且inline（在函數處直接展開）

class Empty {
	public:
	Empty() { ... } // default constructor
	Empty(const Empty& rhs) { ... } // copy constructor
	~Empty() { ... } 
	Empty& operator=(const Empty& rhs) { ... } // copy assignment operator
};
           

書上強調編譯器生成的析構函數是非vitrual的，除非它是個派生類而且它的基類有virtual析構函數

接下來書上開始解釋這些編譯器生成的函數有什麼用，怎麼工作

首先預設構造函數和析構函數不用多解釋，它們的意義就是在于構造類對象和釋放類對象。對于拷貝構造函數和拷貝指派運算符，書上給了一段代碼

template<typename T>
class NamedObject {
public:
	NamedObject(const char *name, const T& value);
	NamedObject(const std::string& name, const T& value);
	...
private:
	std::string nameValue;
	T objectValue;
};
           

這個類裡有構造函數，是以編譯器不會再生成預設的構造函數。但是拷貝構造函數和拷貝指派運算符都沒聲明，是以編譯器會預設生成。

比如當以下代碼執行的時候

NamedObject<int> no1("Smallest Prime Number", 2);
NamedObject<int> no2(no1); // calls copy constructor
           

第一句生成了一個對象no1，第二句就是編譯器生成的拷貝構造函數發揮作用的時候，它需要完成把no1的nameValue和no1的objectValue的值設定給no2，對于前者，由于是string類型，直接調用string的拷貝構造函數，後者是int類型（int）此時就直接做位元組拷貝。

說完了拷貝構造函數，接下來就是講拷貝指派運算符=

書上說到=的行為和拷貝構造函數如出一轍，這不難了解，但是前提必須是這種行為是合法的而且得是有意義的。怎麼了解呢？書上繼續給了個例子

template<class T>
class NamedObject {
public:
	// this ctor no longer takes a const name, because nameValue
	// is now a reference-to-non-const string. The char* constructor
	// is gone, because we must have a string to refer to.
	NamedObject(std::string& name, const T& value);
	... // as above, assume no operator= is declared
private:
	std::string& nameValue; // this is now a reference
	const T objectValue; // this is now const
};
           

注意到代碼的注釋，現在的構造函數參數nameValue變成了string的引用類型

然後下面是指派代碼

std::string newDog("Persephone");
std::string oldDog("Satch");
NamedObject<int> p(newDog, 2); // when I originally wrote this, our dog Persephone was about to have her second birthday
NamedObject<int> s(oldDog, 36); // the family dog Satch (from my childhood) would be 36 if she were still alive
p = s; // what should happen to the data members in p?
           

來分析一下，對于p和s在執行p=s前，它們的nameValue都各自引用自己的nameValue(“Persephone” 和 “Satch”)，接着執行 p = s

按照我們的分析，應該是會把p的nameValue指派為s的nameValue，也就是讓p的nameValue引用到s的nameValue，很顯然，這是錯誤的，因為C++是不允許修改引用的值的。

既然這種行為是錯誤的，那麼C++是怎麼解決的呢？按照前面所說，=行為的前提必須是這種行為是合法的而且得是有意義的，既然不滿足合法，C++就會拒絕編譯這一句。

是以對于這種包含引用成員的類中支援指派操作，就必須自己定義拷貝指派運算符。

另外書上還提到了幾種其他情況，例如内含const成員（比如上面類中的objectValue就是const），更改const類型也是不合法的。

還有一種情況就是在繼承中，如果基類把拷貝指派運算符聲明成了private，在它的派生類中，編譯器也會拒絕生成拷貝構造運算符，這很容易了解，因為派生類肯定是要能拷貝基類中的部分的，但這時派生類就無權調用繼承的這部分，進而無法完成指派。