2005年5月份,Scott Mayers發(fā)布了《Effective C++》第三版。作者根據(jù)當(dāng)前C++的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)模式,對第二版中半數(shù)以上的內(nèi)容作了更新。此等佳作,不敢獨(dú)享,以肆同好。
什么時候一個空的class不是空的?C++會在何時做些什么事情?如果你不聲明它們,編譯器會為你聲明它們自己的拷貝構(gòu)造函數(shù)、一個賦值運(yùn)算符和一個析構(gòu)函數(shù)。另外,如果你不聲明一個構(gòu)造函數(shù),編譯器還會為你創(chuàng)建一個。所有這些自動生成的函數(shù)都是public和inline的。例如,如果你寫下:
class Empty {};
這和你寫下如下的代碼本質(zhì)上是一樣的:
class Empty {
Empty() {…} // default constructor
Empty(const Empty& rhs) {…} // Copy constructor
~Empty() {…} // destructor - whether it's virtual?
// copy assignment operator
Empty& operator=(const Empty& rhs) {}
}
當(dāng)然,這些函數(shù)只有它們真正被需要的時候才會被創(chuàng)建。下面這些情況會使得這些函數(shù)被創(chuàng)建:
Empty e1; // default constructor & destructor
Empty e2(e1); // copy constructor
e2 = e1; // copy assignment operator
既然編譯器會為你創(chuàng)建這些函數(shù),那么這些函數(shù)都做些什么工作呢?默認(rèn)的構(gòu)造和析構(gòu)函數(shù)主要是讓編譯器放置一些執(zhí)行“幕后工作”的代碼,例如調(diào)用基類和非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的構(gòu)造和析構(gòu)函數(shù)等。需要注意的是編譯器為你生成的這個析構(gòu)函數(shù)并不是虛擬的,除非這個類的基類明確聲明了一個虛擬的析構(gòu)函數(shù)。
對于拷貝構(gòu)造函數(shù)和賦值運(yùn)算符,編譯器生成的版本只是簡單的copy每一個非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。例如,考慮一個名為NamedObject的模板,它可以讓你把名字和類型T關(guān)聯(lián)起來。
template <typename T>
class NamedObject {
public :
NamedObject(constchar* name, const T& value);
NamedObject(const std::string& name, const T& value);
private :
std::string nameValue;
T objectValue;
};
由于NamedObject中聲明了構(gòu)造函數(shù),編譯器便不會再自做主張為你生成一個默認(rèn)的。這是很重要的。這意味著如果你精心設(shè)計(jì)的類的構(gòu)造方式,你就不用再去擔(dān)心編譯器會愚蠢的為你添加一個不帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)而破壞你的設(shè)計(jì)。
NamedObject 中既沒有聲明拷貝構(gòu)造函數(shù)也沒有聲明賦值運(yùn)算符,所以當(dāng)需要的時候,編譯器會自動為你生成。顯然,下面的代碼需要拷貝構(gòu)造函數(shù)的支持:
NamedObject<int> no1("Smallest Prime Number", 2);
NamedObject<int> no2(no1);
編譯器生成的拷貝構(gòu)造函數(shù)必須要使用no1.nameValue和no1.objectValue來初始化no2中對應(yīng)的成員。由于nameValue的類型是string,并且標(biāo)準(zhǔn)的string有一個拷貝構(gòu)造函數(shù),所以no2.nameValue就可以通過string的拷貝構(gòu)造函數(shù)完成。另外objectValue是一個整數(shù),對于這個內(nèi)置類型,簡單的bit-copy就可以完成復(fù)制的任務(wù)了。
其實(shí),如果需要的話,編譯器會按照和上面提到的相同的手法來為NamedObject來生成一個賦值運(yùn)算符。但是,只有當(dāng)生成的代碼在語法和語義都都正確的時候,編譯器才會為你執(zhí)行生成工作,如果其中任何一方面除了問題,編譯器就會拒絕為你重載operator =。
例如:如果我們這樣定義NamedObject:
template <typename T>
class NamedObject {
public :
NamedObject(const std::string& name, const T& value);
private :
std::string& nameValue;
const T objectValue;
};
之后,下面的代碼會怎樣呢?
std::string newDog("Persephone");
std::string oldDog("Satch");
NamedObject<int> p(newDog, 2);
NamedObject<int> s(oldDog, 36);
p = s; // What should happen?
在復(fù)制前,p.nameValue和s.nameValue分別指向不同的string對象。這個復(fù)制應(yīng)該對p.nameValue做怎樣的改變呢?直覺上,p.nameValue將會指向s.nameValue所指的string對象。但是這破壞了C++的一條基本的準(zhǔn)則,C++不允許引用指向不同的對象。換句話說,難道改變p.nameValue所引用的對象應(yīng)該要影響到其它對象所引用的字符串嗎?這是編譯器生成的賦值運(yùn)算符應(yīng)該做的事情嗎?
C++ 對于這個問題的解答方法是拒絕編譯這樣的代碼。如果你想讓含有引用數(shù)據(jù)成員的類支持賦值功能,那么你就必須自己定義賦值運(yùn)算符。對于含有const數(shù)據(jù)成員的類來說,故事是類似的。修改對象中的const成員總是非法的,所以編譯器對于如何處理這種問題一無所知。最后,如果基類把operator=聲明為private,那么編譯器同樣會拒絕為派生類生成operator=。畢竟,一方面,即便編譯器可以生成,operator=也只能處理派生類中屬于基類的那一部分;另一方面,派生類也根本無權(quán)訪問基類中的private成員。
時時刻刻讓自己記住
l 編譯器會在必要的時候隱式生成類的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)、拷貝構(gòu)造函數(shù)、operator=和析構(gòu)函數(shù)。