C++编译器自动生成的函数
在C++中当创建一个空类时,C++就会默认的为这个类创建4个函数:默认的构造函数、析构函数、拷贝构造函数、以及赋值操作符。本文参考Effective C++介绍这几个函数。
一. 函数的原型以及函数创建的时机
C++中创建一个空类:
- class Empty {};
默认会生成4个函数,其函数的原型如下:
- public:
- Empty() { ... }
- Empty(const Empty& rhs) { ... }
- ~Empty() { ... }
- Empty& operator=(const Empty& rhs) { ... }
说明:1) 这些函数只有在需要调用的时候,编译器才会生成。2) 4个函数都是public的。3) 4个函数都是inline的(即函数定义在类的定义中的函数)。4) 如果你显式的声明了这些函数中的任何一个函数,那么编译器将不再生成默认的函数。
比如,当遇到下列语句时,函数会被编译器生成:
- Empty e1; //默认构造函数
- //对象销毁时,析构函数
- Empty e2(e1); //拷贝构造函数
- e2 = e1; //赋值运算符
另外,还存在两种默认的函数:就是取地址运算符和取地址运算符的const版本,这两个函数在《Effective C++》中没有提及。
- public:
- Empty* operator&() { ... }
- const Empty* operator&() const { ... }
这两个函数是确实存在的,正如下面的代码可以正常工作:
- #include <stdio.h>
- class Empty {
- };
- int main(int argc, char** argv)
- {
- Empty a;
- const Empty *b = &a;
- printf("%p\n", &a); //调用取地址运算符
- printf("%p\n", b); //调用const取地址运算符
- }
一个容易被忽略的问题:自定义的拷贝构造函数不仅会覆盖默认的拷贝构造函数,也会覆盖默认的构造函数。下面的代码是编译不过的,用户必须再显式的定义一个无参的构造函数。
- class Empty
- {
- public:
- Empty(const Empty& e) { } //拷贝构造函数
- };
- int main(int argc, char** argv)
- {
- Empty a;
- }
二. 赋值操作符存在的问题
赋值操作符函数的行为与拷贝构造函数的行为基本是相同的,编译器生成赋值操作符函数是有条件的,如果会产生无法完成的操作,编译器将拒绝产生这一函数。那么什么时候编译器无法完成赋值这一行为呢?考虑如下情形(来源Effective C++):
- template<class T>
- class NameObject {
- public:
- NameObject(std::string& name, const T& value);
- private:
- std::string& nameValue; //引用成员变量
- const T objectValue; //const成员变量
- };
然后考虑下面的语句会发生什么事:
- std::string newDog("abc");
- std::string oldDog("xxx");
- NameObject<int> p(newDog, 2);
- NameObject<int> s(oldDog, 10);
- p = s; //将会发生什么?
赋值语句之前,p.nameValue指向newDog, s.nameValue指向oldDog。那么赋值之后呢?p.nameValue应该指向s.nameValue指向的对象吗?但是C++有一条规定:引用不能改指向另外一个对象。
对于变量objectValue,C++规定:更改const成员是不合法的。
因此如果上面两种情形中的任何一种发生了,C++编译器给出的响应是:拒绝编译这一行的赋值动作。如果你这么做了,C++编译器会报错。如果你执意要进行赋值操作,那么可以自己定义一个赋值操作符重载函数。
三. c++0x中的新变化
C++0x中引入了“右值引用”和“移动语义”的概念,可以实现对右值的引用。
移动语义,简单来说,就是在一个右值对象的生命期结束之前,将其资源偷过来,为我所用。有关移动语义的详细内容不做详述,这里要说明的是移动构造函数和移动赋值运算符。
1. 移动构造函数和移动赋值运算符重载函数不会隐式声明,必须自己定义。
2. 如果用户自定义了拷贝构造函数或者移动构造函数,那么默认的构造函数将不会隐式定义,如果用户需要,也需要显式的定义。
3. 移动构造函数不会覆盖隐式的拷贝构造函数。
4. 移动赋值运算符重载函数不会覆盖隐式的赋值运算符重载函数。