一個空類什么時候不是空類? ---- 當(dāng)C++編譯器通過它的時候。如果你沒有聲明下列函數(shù),體貼的編譯器會聲明它自己的版本。這些函數(shù)是:一個拷貝構(gòu)造函數(shù),一個賦值運(yùn)算符,一個析構(gòu)函數(shù),一對取址運(yùn)算符,一個缺省構(gòu)造函數(shù)。所有這些函數(shù)都是公有的。換句話說,如果你這么寫:
class Empty{};
和你這么寫是一樣的:
1. class Empty {
2. public:
3. Empty(); // 缺省構(gòu)造函數(shù)
4. Empty(const Empty& rhs); // 拷貝構(gòu)造函數(shù)
5. ~Empty(); // 析構(gòu)函數(shù) ---- 是否 為虛函數(shù)看下文說明
6. Empty& operator=(const Empty& rhs); // 賦值運(yùn)算符
7. Empty* operator&(); // 取址運(yùn)算符
8. const Empty* operator&() const;
9. };
10.
11.
現(xiàn)在,如果需要,這些函數(shù)就會被生成,但你會很容易就需要它們。下面的代碼將使得每個函數(shù)被生成:
const Empty e1; // 缺省構(gòu)造函數(shù)
Empty e2(e1); // 拷貝構(gòu)造函數(shù)
e2 = e1; // 賦值運(yùn)算符
Empty *pe2 = &e2; // 取址運(yùn)算符 (非const)
const Empty *pe1 = &e1; // 取址運(yùn)算符 (const)
假設(shè)編譯器為你寫了函數(shù),這些函數(shù)又做些什么呢?是這樣的,缺省構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)實際上什么也不做,它們只是讓你能夠創(chuàng)建和銷毀類的對象(對編譯器來說,將一些 "幕后" 行為的代碼放在此處也很方便 ---- 參見條款33和M24。)。注意,生成的析構(gòu)函數(shù)一般是非虛擬的(參見條款14),除非它所在的類是從一個聲明了虛析構(gòu)函數(shù)的基類繼承而來。缺省取址運(yùn)算符只是返回對象的地址。這些函數(shù)實際上就如同下面所定義的那樣:
inline Empty::Empty() {}
inline Empty::~Empty() {}
inline Empty * Empty::operator&() { return this; }
inline const Empty * Empty::operator&() const { return this; }
至于拷貝構(gòu)造函數(shù)和賦值運(yùn)算符,官方的規(guī)則是:缺省拷貝構(gòu)造函數(shù)(賦值運(yùn)算符)對類的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員進(jìn)行 "以成員為單位的" 逐一拷貝構(gòu)造(賦值)。即,如果m是類C中類型為T的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員,并且C沒有聲明拷貝構(gòu)造函數(shù)(賦值運(yùn)算符),m將會通過類型T的拷貝構(gòu)造函數(shù)(賦值運(yùn)算符)被拷貝構(gòu)造(賦值)---- 如果T有拷貝構(gòu)造函數(shù)(賦值運(yùn)算符)的話。如果沒有,規(guī)則遞歸應(yīng)用到m的數(shù)據(jù)成員,直至找到一個拷貝構(gòu)造函數(shù)(賦值運(yùn)算符)或固定類型(例如,int,double,指針,等)為止。默認(rèn)情況下,固定類型的對象拷貝構(gòu)造(賦值)時是從源對象到目標(biāo)對象的 "逐位(每一個bit)" 拷貝。對于從別的類繼承而來的類來說,這條規(guī)則適用于繼承層次結(jié)構(gòu)中的每一層,所以,用戶自定義的構(gòu)造函數(shù)和賦值運(yùn)算符無論在哪一層被聲明,都會被調(diào)用。
我希望這已經(jīng)說得很清楚了。
但怕萬一沒說清楚,還是給個例子。看這樣一個NamedObject模板的定義,它的實例是可以將名字和對象聯(lián)系起來的類:
template<class T>
class NamedObject {
public:
NamedObject(const char *name, const T& value);
NamedObject(const string& name, const T& value);
...
private:
string nameValue;
T objectValue;
};
因為NamedObject類聲明了至少一個構(gòu)造函數(shù),編譯器將不會生成缺省構(gòu)造函數(shù);但因為沒有聲明拷貝構(gòu)造函數(shù)和賦值運(yùn)算符,編譯器將生成這些函數(shù)(如果需要的話)。
看下面對拷貝構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用:
NamedObject<int> no1("Smallest Prime Number", 2);
NamedObject<int> no2(no1); // 調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)
編譯器生成的拷貝構(gòu)造函數(shù)必須分別用no1.nameValue和no1.objectValue來初始化no2.nameValue和no2.objectValue。nameValue的類型是string,string有一個拷貝構(gòu)造函數(shù)(你可以在標(biāo)準(zhǔn)庫中查看string來證實 ---- 參見條款49),所以no2.nameValue初始化時將調(diào)用string的拷貝構(gòu)造函數(shù),參數(shù)為no1.nameValue。另一方面,NamedObject<int>::objectValue的類型是int(因為這個模板實例中,T是int),int沒有定義拷貝構(gòu)造函數(shù),所以no2.objectValue是通過從no1.objectValue拷貝每一個比特(bit)而被初始化的。
編譯器為NamedObject<int>生成的賦值運(yùn)算符也以同樣的方式工作,但通常,編譯器生成的賦值運(yùn)算符要想如上面所描述的那樣工作,與此相關(guān)的所有代碼必須合法且行為上要合理。如果這兩個條件中有一個不成立,編譯器將拒絕為你的類生成operator=,你就會在編譯時收到一些診斷信息。
例如,假設(shè)NamedObject象這樣定義,nameValue是一個string的引用,objectValue是一個const T:
template<class T>
class NamedObject {
public:
// 這個構(gòu)造函數(shù)不再有一個const名字參數(shù),因為nameValue
// 現(xiàn)在是一個非const string的引用。char*構(gòu)造函數(shù)
// 也不見了,因為引用要指向的是string
NamedObject(string& name, const T& value);
... // 同上,假設(shè)沒有
// 聲明operator=
private:
string& nameValue; // 現(xiàn)在是一個引用
const T objectValue; // 現(xiàn)在為const
};
現(xiàn)在看看下面將會發(fā)生什么:
string newDog("Persephone");
string oldDog("Satch");
NamedObject<int> p(newDog, 2); // 正在我寫本書時,我們的愛犬Persephone即將過她的第二個生日
NamedObject<int> s(oldDog, 29); // 家犬Satch如果還活著,會有29歲了(從我童年時算起)
p = s; // p中的數(shù)據(jù)成員將會發(fā)生些什么呢?
賦值之前,p.nameValue指向某個string對象,s.nameValue也指向一個string,但并非同一個。賦值會給p.nameValue帶來怎樣的影響呢?賦值之后,p.nameValue應(yīng)該指向 "被s.nameValue所指向的string" 嗎,即,引用本身應(yīng)該被修改嗎?如果是這樣,那太陽從西邊出來了,因為C++沒有辦法讓一個引用指向另一個不同的對象(參見條款M1)。或者,p.nameValue所指的string對象應(yīng)該被修改嗎?
面對這樣的難題,C++拒絕編譯這段代碼。如果想讓一個包含引用成員的類支持賦值,你就得自己定義賦值運(yùn)算符。對于包含const成員的類(例如上面被修改的類中的objectValue)來說,編譯器的處理也相似;因為修改const成員是不合法的,所以編譯器在隱式生成賦值函數(shù)時也會不知道怎么辦。還有,如果派生類的基類將標(biāo)準(zhǔn)賦值運(yùn)算符聲明為private,編譯器也將拒絕為這個派生類生成賦值運(yùn)算符。因為,編譯器為派生類生成的賦值運(yùn)算符也應(yīng)該處理基類部分(見條款16和M33),但這樣做的話,就得調(diào)用對派生類來說無權(quán)訪問的基類成員函數(shù),這當(dāng)然是不可能的。 (所以類中含有引用類型、 const類型成員 最好重寫賦值運(yùn)算符)