《More Effective C++》《基础议题——4、避免无用的缺省构造函数》

Terms4:避免无用的缺省构造函数

构造函数能够初始化对象，而缺省构造函数（Default Constructor)能够不利用任何在建立对象时的外部数据就能够完成初始化，这很便捷，但有时是不合理的。
举个栗子：
书中列举了一个类，表示公司的设备，这个类包含一个ID代码，这个ID代码被强制作为构造函数的参数

class EquipmentPiece{
	public:
		EquipmentPiece(int IDNumber);
		...
}

因为EquipmentPieces类没有一个缺省构造函数，所以在以下三种情况下使用它，会遇到一些问题。

（1）建立数组时，无法建立相应的对象数组

一般来说，没有一种办法能在建立对象数组时给构造函数传递参数。所以在通常情况下，不可能建立 EquipmentPiece 对象数组:

EquipmentPiece bestPiese[10];                         //错误，没有正确调用EquipmentPiece构造函数
EquipmentPiece *bestPieces = new EquipmentPiece[10];  //错误，没有正确调用EquipmentPiece构造函数

不过有三种办法，可以避免这个限制：

a.对于non-heap array的一种方法是在数组定义时提供必要的参数

举个栗子：

int ID1,ID2,...ID10  //存储设备ID号的变量
...
EquipmentPiece bq[]={
	EquipmentPiece(ID1),  //正确
	EquipmentPiece(ID2),  //提供了构造函数的参数
	...
};  //ok

b.利用指针数组来代替一个对象数组

举个栗子：

typedef EquipmentPiece *PEP //PEP指向了一个EquipmentPiece对象
PEP pep[10];                //没有调用构造函数
PEP *pep = new PEP[10];     // 正确

//重新赋值
for(int i = 0;i < 10;i++){
	pep[i] = new EquipmentPiece [ID Number];
}          

这种方法更加通用，但是也有缺点：

• 必须删除数组中每个指针所指的对象，如果忘记了，就会发生内存泄漏；
• 增加了内存分配量，正如需要空间来容纳EquipmentPiece对象一样，也需要空间来容纳对应的指针；
  解决方法：为数组分配raw memory,避免内存浪费。

c.使用placement new方法，在内存中构造EquipmentPiece对象：

// 为大小为10的数组，分配足够的内存
void * rawMemory = operator new[](10*sizeof(EquipmentPiece ));
 
EquipmentPiece *bestPieces = static_cast<EquipmentPiece *>(rawMemory);
 
for(int i = 0; i < 10; i++){
    new(&bestPieces[i])EquipmentPiece(ID member);   //实际上并不能绕过对构造函数参数的需求
}
 
//必须手动调用数组对象的析构函数，然后调用delete[]删除rawMemory 
// 以构造bestPieces 相反的顺序析构
for(int i = 9; i >= 0; i--){
    bestPieces[i].~EquipmentPiece();
}
operator delete[](rawMemory );

（2）无法在许多基于模板类的容器中使用

实例化一个模板时，模板的类型参数应该提供一个缺省构造函数，这个要求来自于模板内部，比如数组模板类：
举个栗子：

template<class T>
class Array{
    public:
        Array(int size);
        ...
    private:
        T *data;
};
 
 
template<class T>
Array<T>::Array(int size){
    deta = new T[size];  // 为每个元素依次调用T::T();
    ...
}

在大多数情况下，通过仔细设计模版可以杜绝对缺省构造的需求。比如vector就没有缺省构造要求。但是很多模板类就没有仔细设计，这样，没有缺省构造函数的类就不能与很多模板兼容。

（3）在设计虚基类时是否要提供缺省的构造函数

不提供缺省构造函数的虚基类，很难与其进行合作。因为几乎所有的派生类在实例化时都必须给虚基类构造函数提供参数。这就要求所有由没有缺省构造函数的虚基类继承下来的派生类（无论多远）都必须知道并理解提供给虚基类构造函数的参数的含义。
因为这些强加于没有缺省构造函数的类上的种种限制，一些人认为所有的类都应该有缺省构造函数，即使缺省构造函数没有足够的数据来完成初始化一个对象。
举个栗子：

class EquipmentPiece{
    public:
        EquipmentPiece(int IDNumber); 
        ...
    private:
        static const int UNSPECFIED;  //值代表ID不确定
};

这样改可能会带来麻烦，因为不再能确保EquipmentPiece对象进行了有意义的初始化。假如它建立一个ID没有意义的EquipmentPiece对象，那么大多数成员函数必须检测ID是否存在（导致效率变低、可执行文件或库变得更大），如果不存在，必须怎么处理
如果一个类的构造函数能够确保所有的部分都被正确初始化，所有这些弊病都能避免。缺省构造函数一般不会提供这种保证，所以它们可能使类变得没有意义，应该尽量避免使用它们。

2、总结：

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。

3、参考：

3.1《More Effective C++》