什么时候empty class(空类)不再是个empty class 呢?当C++处理过它之后。是的,如果你自己没声明,编译器就会为它声明(编译器版本的)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。因此,如果你写下:
class Empty { };
这就好像你写下这样的代码:
class Empty {
public:
Empty() { } // 默认构造函数
Empty(const Empty& rhs) { } // 拷贝构造函数
~Empty(); // 析构函数
Empty& operator=(const Empty& rhs) { } // 拷贝赋值函数
};
惟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 // 默认构造函数
Empty e2(e1); // 拷贝构造函数
e2 = e1; // 拷贝赋值函数
好,我们知道了,编译器为你写函数,但这些函数做了什么呢?唔,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:
template
class NameObject {
public:
NameObject(const char* name, const T& value);
NameObject(const std::string& name, const T& value);
// ...
private:
std::string nameValue;
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挂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(如果它们被调用的话)。现在,看看copy构造函数的用法:
NameObject no1("Smallest prime Number", 2);
NameObject no2(no1); // 调用拷贝构造函数
测试
namespace Test30
{
template
class NameObject
{
public:
NameObject(const char *name, const T &value)
{
std::cout << "NameObject(const char *name, const T &value) has been called" << std::endl;
}
NameObject(const std::string &name, const T &value)
{
std::cout << "NameObject(const std::string &name, const T &value) has been called" << std::endl;
}
// ...
private:
std::string nameValue;
T objectValue;
};
void test()
{
NameObject no1("Smallest prime Number", 2);
NameObject no2(no1); // 调用拷贝构造函数
}
}
int main(int argc, char **argv)
{
Test30::test();
system("pause");
return 0;
}
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nol.nameValue 为实参。另一个成员Namedobject
编译器为NamedObject
举个例子,假设NamedObject定义如下,其中namevalue是个reference to string,objectvalue是个const T:
template
class NameObject {
public:
// 以下构造函数如今不再接受一个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
NameObject(std::string& name, const T& value);
// 如前,假设并未声明operator=
// ...
private:
std::string& nameValue; // 如今是个reference
const T objectValue; // 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");
NameObject p(newDog, 2);
NameObject s(oldDog, 36);
p = s;
赋值之前,不论p.nameValue和 s.nameValue都指向string对象(当然不是同一个)。赋值动作该如何影响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(assignment),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生成一个copyassignment 操作符。毕竟编译器为derived classes所生的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。
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