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洛譯小筑

別來無恙,我的老友…
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數據加載中……

[ECPP讀書筆記 條目12] 要復制整個對象,不要遺漏任一部分

在一個設計良好的面向對象系統中,對象的所有內在部分都會被封裝起來,只有兩個函數是用來復制對象的:即拷貝構造函數和拷貝賦值運算符,這兩個函數的功能恰如其名,我們將它們稱為拷貝函數。條目5中詳細講述了編譯器將會在必要時自動生成拷貝函數,然后該條目還說明了編譯器生成的版本可以精確的按你所預期的執行:當前正在復制的對象的所有數據都會得到復制。

當你聲明你自己的拷貝函數時,你就向編譯器表明,默認實現方式中有一些內容你不喜歡。編譯器會把這種做法視為對它的冒犯,它會以一個古怪的方式來報復你:當你的實現幾乎一定要出現錯誤時,它就是不告訴你。

下面示例中是一個表示顧客的類,其中拷貝函數是手動編寫的,以便將對它們的調用記入日志:

void logCall(const std::string& funcName);

                                   // 創建一個日志記錄

class Customer {

public:

  ...

  Customer(const Customer& rhs);

  Customer& operator=(const Customer& rhs);

  ...

 

private:

  std::string name;

};

 

Customer::Customer(const Customer& rhs)

: name(rhs.name)                   // 復制rhs中的數據

{

  logCall("Customer copy constructor");

}

 

Customer& Customer::operator=(const Customer& rhs)

{

  logCall("Customer copy assignment operator");

  name = rhs.name;                 // 復制rhs中的數據

  return *this;                    // 參見條目10

}

這里看上去一切正常,而且實際上一切確實是正常的——但當另一個數據成員添加入Customer時,意外就發生了:

class Date { ... };                // 記錄日期

 

class Customer {

public:

  ...                              // 同上

 

private:

  std::string name;

  Date lastTransaction;

};

現在,前面的拷貝函數將進行部分復制:它們會復制出顧客的姓名(name),但是不會復制最后一次交易(lastTransaction)。迄今為止大多數編譯器對此視而不見,即使將警告調至最大模式也不會報出任何信息(另請參見條目53)。如果你自己編寫拷貝函數,這便是這些編譯器對你的“復仇”。由于你拒絕了編譯器提供的拷貝函數,那么編譯器就拒絕在你的代碼不完整時通知你。結果很明顯:如果你為一個類添加了一個數據成員,你必須確保更新相應的拷貝函數。(同時你也需要更新所有的構造函數(參見條目4和條目45),以及類中所有的非標準格式的operator=(參見條目10中的示例)。如果你忘記了,編譯器也不會及時提醒你。)

通過繼承,這一問題可以帶來更加嚴重卻隱蔽的危害,請考慮下邊的示例:

class PriorityCustomer: public Customer {  // 一個派生類

public:

   ...

   PriorityCustomer(const PriorityCustomer& rhs);

   PriorityCustomer& operator=(const PriorityCustomer& rhs);

   ...

 

private:

   int priority;

};

 

PriorityCustomer::PriorityCustomer(const PriorityCustomer& rhs)

: priority(rhs.priority)

{

  logCall("PriorityCustomer copy constructor");

}

 

PriorityCustomer&

PriorityCustomer::operator=(const PriorityCustomer& rhs)

{

  logCall("PriorityCustomer copy assignment operator");

  priority = rhs.priority;

  return *this;

}

PriorityCustomer的拷貝函數看上去能復制PriorityCustomer中的所有數據,但是請仔細看一下,的確,這些拷貝函數確實能夠復制PriorityCustomer中聲明的數據成員,但是每一個PriorityCustomer對象都還包含繼承自Customer的所有數據成員,這些數據成員始終沒有得到復制!PriorityCustomer的拷貝構造函數并沒有指明任何參數去傳遞至基類的構造函數(也就是說,它在成員初始化表中從未提及Customer),于是PriorityCustomerCustomer那一部分將由Customer的無參構造函數——默認構造函數(假設存在一個,如果沒有編譯器將報錯)進行初始化。這一構造函數將為namelastTransation進行默認的初始化。

對于PriorityCustomer的拷貝賦值運算符而言,情況有小小的不同。在任何情況下它都不會嘗試去修改其基類的數據成員,所以這些數據成員不會得到更新。

一旦你親自為一個繼承類編寫了拷貝函數,你必須同時留心其基類的部分。當然這些部分通常情況下是私有的,所以你無法直接訪問它們。取而代之的是,派生類的拷貝函數必須調用這些私有數據在基類中相關的函數:

PriorityCustomer::PriorityCustomer(const PriorityCustomer& rhs)

: Customer(rhs),                   // 調用基類的拷貝構造函數

  priority(rhs.priority)

{

  logCall("PriorityCustomer copy constructor");

}

 

PriorityCustomer&

PriorityCustomer::operator=(const PriorityCustomer& rhs)

{

  logCall("PriorityCustomer copy assignment operator");

  Customer::operator=(rhs);        // 為基類部分賦值

  priority = rhs.priority;

  return *this;

}

本條目標題中的“不要遺漏任何部分”在這里就顯得很清晰了。當你編寫拷貝函數時,要確認:(1)復制所有的局部數據成員,(2) 對所有的基類調用適當的拷貝函數。

從實踐角度講,這兩個拷貝函數通常會很相似,這似乎會慫恿你去嘗試讓一個函數去調用另一個來避免代碼重復。你避免代碼重復的渴望之心是值得稱贊的,但是讓一個拷貝函數調用另一個并不是一個好的實現方式。

讓拷貝賦值運算符調用拷貝構造函數是沒有任何意義的,這是因為你是在嘗試構造一個已經存在的對象。這實在是毫無意義,甚至沒有語法支持這樣做。即使存在語法看上去可以讓你這樣做,但事實上你達不到預期的目的;同時存在語法確實可以迂回實現,但是卻會在一些情況下破壞你的對象。所以我不會向你介紹這些語法。你只需清楚讓拷貝賦值運算符去調用拷貝構造函數不是一個好主意就可以了。

讓我們逆向考慮此問題——讓拷貝構造函數去調用拷貝賦值運算符——這樣做同樣是毫無意義的。一個構造函數初始化新的對象,但是一個賦值運算符僅僅可以應用于已經初始化的對象。對于一個正在構造中的對象而言,對其進行賦值操作就意味著對未初始化的對象進行操作(但是這些操作僅對已初始化的對象起作用)。這是很荒唐的,請不要嘗試。

如果你發現你的拷貝構造函數和拷貝賦值運算符很相似時,如果你希望排除重復代碼,可以通過創建第三個成員函數供兩者調用來取代上面的方法。通常情況下,這樣的函數應該是私有的,一般將其命名為init。這樣的策略是安全的,排除拷貝構造函數和拷貝賦值運算符中的代碼重復,這是一個經過證實安全有效的方法。

時刻牢記

要確保拷貝函數拷貝對象的所有的數據成員,及其基類的所有部分,不要有遺漏。

不要嘗試去實現一個拷貝函數來供其它的拷貝函數調用。你應該把公共部分放入一個“第三方函數”中共所有拷貝函數調用。

posted on 2007-05-03 21:15 ★ROY★ 閱讀(911) 評論(1)  編輯 收藏 引用 所屬分類: Effective C++

評論

# re: 【翻譯】Effective C++ (第12條:要復制整個對象,不要遺漏任一部分)  回復  更多評論   

對于 PriorityCustomer 的拷貝賦值操作符而言,情況有小小的不同。在任何情況下它都不會嘗試去修改其基類的數據成員,所以這些數據成員永遠得不到更新。
2008-07-15 21:06 | Wu
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