class X { ... }; X x; // 明确地以一个object的内容作为另一个class object的初值 X xx = x;另两种情况是当object被当作参数交给某个函数时,例如
extern void foo(X x); void bar() { X xx; // 以xx作为foo()第一个参数的初值(隐式的初始化操作) foo(xx); }以及当函数传回一个 class object时。例如:
X foo_bar() { X xx; return xx; }假设 class 设计者明确定义了一个copy constructor(这是一个constructor,有一个参数的类型是其 class type),例如:
// user-defined copy constructor的实例 // 可以是多参数形式,其第二个参数及后继参数以一个默认值供应之 X::X(const X &x); Y::Y(const Y &y, int = 0);那么在大部分情况下,当一个 class object以另一个同类实体作为初值时,上述的constructor会被调用。这可能会导致一个暂时性 class object的产生或程序代码的蜕变。
class String { public: // ... 没有 explicit copy constructor private: char *str; int len; };一个String object的default memberwise initialization发生在这种情况下:
String noun("book"); String verb = noun; 其完成方式就像个别设定每一个members一样: verb.str = noun.str; verb.len = noun.len;如果一个String object被声明为另一个 class 的member,如下所示:
class Word { public: // ... 没有 explicit copy constructor private: int _occurs; String _word; // String object成为class Word的一个member };那么一个Word object的default memberwise initialization会拷贝其内建的member _occurs,然后再从String member object _word递归实施memberwise initialization。
#include "Word.h" Word noun("book"); void foo() { Word verb = noun; }很明显verb是根据noun来初始化,但在尚未看到 class Word声明之前,不可能预测这个初始化操作的程序行为,如果 class Word的设计者定义了一个copy constructor,verb的初始化操作会调用它,但如果该 class 没有定义explicit copy constructor,那么是否会有一个编译器合成的实体被调用呢?这就视该 class 是否展现"bitwise copy semantics"而定。如下所示:
// 以下声明展现了bit copy semantics class Word { public: Word(const char *); ~Word() { delete []str; } private: int cnt; char *str; };这种情况下并不需要合成出一个default copy constructor,因为上述声明展现了"default copy semantics",因此verb的初始化操作就不需要一个函数调用,然而,如果 class Word是这样声明的:
// 以下声明并未展现出bitwise copy semantics class Word { public: Word( const String &); ~Word(); private: int cnt; String str; }; 其中String声明了一个explicit copy constructor: class String { public: String(const char *); String(const String &); ~String(); };在这种情况下,编译器必须合成出一个copy constructor以便调用member class String object的copy constructor:
// 一个被合成出来的copy constructor // C++伪代码 inline Word::Word(const Word &wd) { str.String::String(wd.str); cnt = wd.cnt; }有一点值得注意:在这被合成出来的copy constructor中,如整数、指针、数组等等的nonclass members也都会被复制。
class ZooAnimal { public: ZooAnimal(); virtual ~ZooAnimal(); virtual void animate(); virtual void draw(); private: // ZooAnimal的animate()和draw() // 所需要的数据 }; class Bear : public ZooAnimal { public: Bear(); void animate(); void draw(); virtual void dance(); private: // Bear的animate()和draw()和dance() // 所需要的数据 };ZooAnimal class object以另一个ZooAnimal class object作为初值,或Bear class object以另一个Bear class object作为初值,都可以直接靠"bitwise copy semantics"完成。例如:
Bear yogi; Bear winnie = yogi;yogi会被 default Bear constructor初始化,而在constructor中,yogi的vtpr被设定指向Bear class 的 virtual table。因此,把yogi的vptr值拷贝给winnie的vptr是完全的。
ZooAnimal franny = yogi; // 这会发生切割(sliced)franny的vptr不可以被设定指向Bear class 的virtual table,否则当下面程序片段中的draw()被调用而franny被传进去时,就会"炸毁"(blow up)
void draw (const ZooAnimal &zoey) { zoey.draw(); } void foo() { // franny的vptr指向ZooAnimal的virtual table // 而非Bear的virtual table ZooAniaml franny = yogi; draw(yogi); //调用Bear::draw() draw(franny); //调用ZooAnimal::draw() }通过franny调用virtual function draw(),调用的是ZooAnimal实体而非Bear实体(虽然franny是以Bear object yogi作为初始值)。因为franny是一个ZooAnimal object。事实上,yogi中的Bear部分已经在franny初始化时被切割(sliced)。如果franny被声明为一个reference(或者如果它是一个指针,而其值为yogi的地址),那么经由franny所调用的draw()才会是Bear的函数实体。
class Raccon : public virtual ZooAnimal { public: Raccon(){ /* 设定private data初值 */ } Racccon(int val) { /* 设定private data初值 */ } // ... private: // 所需要的数据 };编译器所产生的代码(用以调用ZooAnimal的default constructor,将Racccon的vptr初始化,并定位出Raccon中的ZooAnimal subject)被插入在两个Raccon constructors之间。
class RedPanda : public Raccon { public: RedPanda() { /* 设定private data初值 */ } RedPanda(int val) { /*设定private data初值 */ } private: // ... };如果以一个Reccon object作为另一个Raccon object的初值,那么"bitwise copy"就戳戳有余了
// 简单的bitwise copy就足够 Raccon rocky; Raccon little_critter = rocky;然而如果企图以一个RedPanda object作为little_critter的初值,编译器必须判断"后续当程序员企图存取其ZooAnimal subobject时是否能够正确地执行"
// 简单的bitwise copy还不够 // 编译器必须明确地将litte_critter的virtual base class pointer/offset初始化 RedPanda little_red; Raccon little_critter = little_red;在这种情况下,为了完成正确的little_critter初值设定,编译器必须合成一个copy constructor,插入一些码以设定 virtual base class pointer/offset的初值,对每一个members执行必要的memberwise初值化操作,以及执行其它的内存相关操作(3.4对于 virtual base classes有更详细的讨论)
// 简单的bitwise copy可能够用,可能不够用 Raccon *ptr; Raccon little_critter = *ptr;当一个初始化操作存在并保持着"bitwise copy semantics"的状态时,如果编译器能够保证object有正确而相等的初始化操作,是否它应该抑制copy constructor的调用,以使其所产生的程序代码优化?
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C++对象模型——Copy Constructor 的建构操作(第二章)
原文:http://blog.csdn.net/yiranant/article/details/47158441