Inside the C++ Object Model学习笔记[Chap2.2]

 

2.2 Copy Constructor建构操作

2.2.1 调用Copy Constructor的三种情况

1. 用一个类对象的内容对另一个对象作明确的初始化操作，如①；

2. 当对象被当作参数传给某个函数时，如②；

3. 当函数传回一个类对象时，如③；

class X { …… };

void func( X x ) { …… }

X func() {

       X xx;

       return xx;

}

X x1;

X x2 = x1;   //----①

func( x1 );   //----②

func();      //----③

注意：用户定义的拷贝构造函数可以带多参数，如：X::X(const X& x, int = 0);

2.2.2 默认memberwise initialization

在类没有提供一个显式的拷贝构造函数时，当类对象以“相同类的另一个对象”作为初值时，其内部从逻辑上说以所谓的default memberwise initialization方式完成的，也就是说把每一个内建的或派生的数据成员（如数组或指针）的值，从某个对象拷贝一份到另外一个对象，但对于其中的成员类对象，则采用调用该成员类的拷贝构造函数完成（若涉及到派生，那么递归调用其基类的拷贝构造函数），如：

class String {

       private:

              char* str;

              int len;

};

String noun(“book”);

String verb = noun;

Memberwise initialization的意义如下：

verb.str = noun.str;

verb.len = noun.len;

至于什么时候产生默认的拷贝构造函数（指nontrivial类型，而编译器总产生trivial类型的拷贝构造函数），跟默认构造函数的产生一样，编译器只在必要的时候才产生，也就是说类不存在bitwise拷贝语意时（为便于理解，不存在bitwise拷贝语意的四种情况为：类内含有带拷贝构造函数的成员类对象；类所继承的基类含拷贝构造函数；类声明了虚函数；类的继承体系中存在抽象基类，除了以上四种情况，类都存在bitwise语意，在此情况下，编译器默认的拷贝构造函数为trivial类型，只作memberwise意义上的拷贝）。按照thinking in c++中11.3.4节所述，仅当准备按值传递的方式传递类对象是，才需要拷贝构造函数，否则就不需要。

如果设计者定义了自己的拷贝构造函数，那么就会调用设计者所定义的函数。

2.2.3 bitwise copy

Bitwise copy的意义实际上是逻辑memberwise的具体实现，按照位的方式对类对象中的成员一个一个地拷贝，如：

class Word {

       public:

              Word( const char* );

              ~Word() { delete [] str; }

       private:

              int cnt;

              char* str;

};

对于memberwise与bitwise的理解问题，我认为仅仅只是角度不一样，memberwise是从概念上而bitwise从实现上分别说明拷贝构造函数的默认意义。

存在的问题：1. 造成内存泄漏；2. 对同一块内存多次删除问题。

2.2.4 非bitwise copy语意

在以下四种情况下，类不展现bitwise copy语意：（同默认构造函数类似）

1. 类内部含有成员类对象，而后者声明有一个拷贝构造函数（不管是显式声明，还是隐式由编译器合成），如下例：

class String {

       public:

              String( const char* );

              String( const String& );  //显式拷贝构造函数

};

class Word {

       public:

              Word( const String& );  //构造函数，无显式拷贝构造函数

       protected:

              int cnt;

              String str;

};

对Word类，编译器必须隐式合成一个nontrivial拷贝构造函数：

inline Word::Word( const Word& wd) {

       str.String::String( wd.str );

       cnt = wd.cnt;  //注意合成的拷贝构造函数中，所有成员都会被复制

}

2. 当类所继承的基类存在一个拷贝构造函数时，不管是显式还是隐式情况，如：

class Article : public Word { //Word为1.中定义的类

       private:

              int num;

};

那么，编译器隐式合成的nontrivial拷贝构造函数如下：

inline Article::Article( const Article& al ) {

       str.String::String( al.str );

       cnt = al.cnt;

       num = al.num;

}

3. 类中声明了一个或多个虚函数时；

如是相同类型的对象相互之间拷贝时，虚函数的vptr由编译器设定vptr为指向该类的vtbl即可（参见书――P55图），如：

class ZooAnimal {

       public:

              virtual ~ZooAnimal();

              virtual void animate();

              virtual void draw();

};

class Bear : public ZooAnimal {

       public:

              void animate();

              void draw();

              virtual void dance();

};

Bear b;

Bear b1 = b;  //vptr指向Bear的vtbl。

ZooAnimal za = b; //发生切割问题，并且vptr的指向应该为ZooAnimal的vtbl。

但如果是派生类对象拷贝给基类对象时（会存在切割问题），vptr的复制操作必须保证指向正确的vtbl，即拷贝给基类的vptr必须重新由编译器设置为指向基类的vtbl，而不是派生类的vtbl（参见书――P56图）。这种情况下，显然bitwise的拷贝操作不可能做到。

4. 类的继承体系中，所继承的类有一个或多个抽象基类时。

同上一种情况类似，需要重新设置vptr的指向问题，也存在切割问题。