深度探索C++對象模型（5）

2019-11-17 05:05:40

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供稿：網友

上一篇我們對合成確省的構造函數做了一個了解,這一篇我們繼續看看構造函數這個有趣的東西.
Copy ConstrUCtor是什么?我們經常看到代碼中有一些這樣的函數調用方式X(X&) (“X of X ref”). 這個函數用用戶自定義類型作為參數,那它的參數的構造便是由Copy Constructor負責的. 可見這個玩意非常重要,實際上Copy Constructor是由編譯器自動合成的,不需要你去作任何事情,但編譯器都做了些什么呢?我們的問題出來了。　　我們有三種情況需要用一個對象的內容作為另一個類對象的初值.也就是需要編譯器來為我們自動合成Copy Constructor.一種是我們在編程中肯定回用到的由類生成對象例如以下形式：
class ClassA{......}
ClassA a;
ClassA b=a; //一個Class對象以另一個對象做初值　　另外的一種情況是以對象為參數在函數中傳遞看下面的偽碼：
//例如我們有一個CUser類
CUser{
CUser();
......
};
//我們還有一個CDatabase類,它有一個AddNew的方法
CDatabase{
......
public:
AddNew(CUser userone);
......}
//我們用CUser類產生了一個對象實例.userone,并將他作為AddNew函數的參數,以便
//AddNew函數能夠完成在數據庫中增加一條記錄,用來記錄一個用戶的信息
CDatabase db=new CDatabase();
db.AddNew(CUser userone) //在這里,你不用將你的用戶類的成員全部展開.　　還有一種當然是用做函數的return,例如你可以在CDatabase類中添加一個函數用來讀取一個用戶的信息例如這樣CUser GetUserOne(int userID)，通過一個用戶的唯一的編號可以獲得一個用戶的信息，并返回一個CUser類的對象。　　我們來看看Copy Constructor是如何工作的.首先Copy Constructor和Default Constructor一樣都是在需要的時候由編譯器產生出來，一個類假如沒有聲明一個Copy Constructor就會存在一個隱含的聲明(或定義)，它也被分為trivial和nontrivial兩種.　　我們來看書上的例子：
Class Word
{
public:
Word(const char*);
~Word(){delete [] str;}
PRivate:
int cnt;
Char *str;
}
這個類的聲明不需要合成出Default Copy Constructor.但當進行如下應用時:
#include "Word.h"
Word noun("lsmodel");
void foo()
{
Word verb=noun;
}　　結果將會出現災難性的后果.為什么?因為我們的邏輯對象verb和全局對象noun都指向了相同的字符串,在退出函數foo()之前verb會執行析構,則字符串被刪除,從此全局對象nonu指向了一堆無意義的東西.你可以聲明一個eXPlicit copy constructor來解決這個問題,當然還可以讓編譯器來自動的給你合成一個Copy construct.

　　我們將上面的Word類改寫成下面的樣子：
Class Word
{
public:
Word(const String&);//注重這里和我們開始的X(X&)形式一樣
~Word();
//......
private:
int cnt;
String str; // 這個成員是String類的對象,String是我們自定義的類型
};
Class String
{
public:
String(const char*);
String(const String&);//這里聲明了一個Copy constructir
~String();
//......
}
這時在執行我們的代碼
#include "Word.h"
Word noun("lsmodel");
void foo()
{
Word verb=noun;
}　　編譯器會為我們的Word類合成一個Copy Constructor,用來調用它的str(member class String object)的Copy Constructor.象下面偽碼表示的這樣:
inline Word::Word(const Word &wd)
{
str.String::String(wd.str);
cnt=wd.cnt;
}　　當這個類中有一個或多個虛函數時,或者這個類是派生于一個繼續串鏈,并且這個串中有一個或多個虛擬的基類時.這個類在進行拷貝時便不會展現逐次拷貝(bitwise copy).并且會通過合成的Copy Constructor來重新明確的設定vptr來指向虛函數表,而不是將右邊對象的vprt直接拷貝過來.書上的ZooAnimal例子的圖可以很清楚的描述出這點。　　假如一個對象以另一個對象做初值,而后者有一個Virtual Base Class Subobject,那會怎樣呢?任何一個編譯器都會做到在派生類對象中的virtual base class Subobject的位置在執行期就預備妥當，但bitwise copy可能會破壞這一位置,因此也需要由編譯器合成出一個copy constructor，來安插一些代碼來設定virtual base class pointer/offset,對每一個成員執行必要的memberwise初始化操作,以及執行內存相關的工作。
　　最后我們來總結一下上面說的內容,確實有些亂.雷神越來越覺得自己的缺乏文字描述能力.

　　我們這篇學習的內容是:當一個對象以另一個對象作為初始值時,會發生什么事情.

　　分成了兩種情況,一種是我們聲明了explicit copy constructor,這個不是這篇文章需要搞明白的(我想大家也都很明白了).我們想知道的是我們沒有為class聲明explicit copy constructor函數時編譯器都干了些什么.編譯器會為我們合成一個copy constructor.以便適應任何時候的對象被正確的初始化.并且我們了解了有以下四種情況class不在按位逐一進行拷貝.

　　1.當你設計的類聲明了一個explicit copy constructor函數時.
　　2.當你設計的類是由一個具有explicit copy constructor的基類派生的時.
　　3.當你設計的類聲明了一個或多個虛函數時.
　　4.當你設計的類派生自一個繼續串鏈,這個繼續串鏈中有一個或多個virtual base classes時.

　　好了,就到這里吧，休息，休息一下。