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没有学不会的 C++:编译器产生的默认成员函数(Compiler Generated Functions)

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冯雅杰
2018.08.19 23:28* 字数 909

在 C++03 中,定义以下类,

class Dog {};

编译器会给你产生 4 个默认的成员函数:

  1. 复制构造函数(Copy constructor)
  2. 赋值操作符(Copy Assignment Operator)
  3. 析构函数(Destructor)
  4. 默认构造函数(Default constructor),注意:默认构造函数只有在你没有声明任何构造函数的情况下才产生

上面的代码和下面的代码等价

Class Dog {
public:
    Dog(const Dog& rhs) {...};              // 挨个成员初始化
    Dog& operator=(const Dog& rhs) {...};    // 挨个成员拷贝
    Dog() {...};        // 1. 调用基类的构造函数
                       // 2. 调用成员的默认构造函数
    ~Dog() {...};       // 1. 调用基类的析构函数;
                       // 2. 调用成员的析构函数;
};

以上代码产生时,有两点需要注意

  1. 编译器产生的默认函数都是 publicinline
  2. 只有在需要的时候,编译器才会产生它们

上面提到了默认构造函数这个概念,我们先来回顾一下,什么是默认构造函数,它的特征是默认构造函数可以在没有任何参数的情况下使用,这里有个例子需要记一下:如果构造函数的所有参数都有默认参数,那么这个构造函数也可以作为默认构造函数使用。

C++ 中的容器是经常被用到的模板类库,使用容器的类需要具备两个条件:支持复制操作和赋值构造,即它应包含复制操作符和赋值构造函数,而如果类中又包含引用类型的成员,或 const 成员,由于这些成员无法被复制,所以这些类对象无法使用容器。

既然是规则,那一定有它无法生效的情况:

  1. 什么情况下编译器无法创建默认构造函数?

    如果类定义了构造函数,且该构造函数带参(不是默认构造函数);如果成员或基类无法创建默认构造函数,或没有默认构造函数。

  2. 什么情况下编译器无法创建赋值操作符?

    类中含有 const 或引用类型的成员

  3. 什么情况下编译器无法创建析构函数?

    如果基类的析构函数在 private

例子:以下代码有什么问题?

class Dog {
    string& name_;
};

int main() {
    Dog dog; 
}

编译错误:

error: implicit default constructor for 'Dog' must explicitly initialize the reference member

因为默认构造函数在构造 name_ 时,只能构造,而无法初始化,而 C++ 要求引用被初始化,因为引用无法被重复赋值。

C++11 引入了 default 关键字,它可以显示的告知编译器,为此类产生默认的成员函数,例如它和默认构造函数一起使用,作用是:即便定义了其他有参构造函数,仍然让编译器为此类产生一个默认构造函数,如下:

class Dog {
public:
    Dog() = default; 
    Dog(string name) {...}
};
int main() {
    Dog dog;
}

----
g++ -std=c++11 -c dog.cc // it's ok

总结一下:本文介绍了

  1. 在 C++03 中,编译器会为类产生哪些默认的成员函数
  2. 所有参数都有默认参数的构造函数也是默认构造函数
  3. 要使用容器,类需要具备可复制和可赋值构造两个特性
  4. 如果类中有 const 成员和引用类型的成员,则该类无法赋值和赋值构造
  5. 如果基类中的析构函数在 private 中,则编译器不会给子类产生默认析构函数
  6. 如果你定义了其他带参构造函数,则编译器不会给你产生默认构造函数,除非你使用 C++11 中的 default 关键字

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参考:

全栈工程师
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