第12条: 复制整个对象,不要遗漏任一部分
来源:互联网 发布:赵敏 情趣 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 08:31
一个设计良好的面向对象系统中,对象的所有内在部分都会被封装起来,只有两个函数负责对象拷贝:即copy构造函数和拷贝赋值(copy assigment)运算符。我们称他们为拷贝函数。第 5 条中详细讲述了编译器将会在需要的时候自动生成拷贝函数,并说明这些“编译器生成版”的行为:把被拷贝对象的所有成员变量都做一份拷贝。
如果你声明自己的copying函数,你向编译器表明,默认实现方式中有一些内容是你所不喜欢的。编译器会把这种做法视为对它的冒犯,它会一个很有趣的方式来回应:当实现必然出错时,它并不给出提示。下面示例中是一个表示顾客的类,其中拷贝函数是手动编写的,以便将顾客记入日志:void logCall(const std::string& funcName); // 创建一个日志记录class Customer {public: ... Customer(const Customer& rhs); Customer& operator=(const Customer& rhs); ... private: std::string name;};Customer::Customer(const Customer& rhs): name(rhs.name) // 复制 rhs 中的数据{ logCall("Customer copy constructor");}Customer& Customer::operator=(const Customer& rhs){ logCall("Customer copy assignment operator"); name = rhs.name; // 复制 rhs 中的数据 return *this; // 参见第 10 条}
这里看上去一切正常,而且实际上一切确实是正常的——但当另一个数据成员添加入 Customer 时 ,意外就发生了:class Date { ... }; // 记录日期以备不时之需class Customer {public: ... // 同上private: std::string name; Date lastTransaction;};
现在,前面的拷贝函数将进行部分复制:它们会复制出顾客的姓名 ( name ),但是不会复制新添加的( lastTransaction )。大多数编译器对此视而不见,即使在最高警告级别中(另请参见第 53 条)。如果你自己编写拷贝函数,这便是这些编译器对你的“复仇”。你拒绝了编译器提供的拷贝函数,那么编译器就拒绝通知你----在你的代码不完整时。结果很明显:如果为一个类添加了一个数据成员,必须同时修改拷贝函数。(同时也需要更新所有的构造函数(参见第 4 条和第 45 条),以及类中所有的非标准格式的 operator= (参见第 10 条中的示例)。如果忘记修改,编译器也不会及时提醒。)
通过继承这一问题的危害会更大,但却更加隐蔽,请看下边的示例:class PriorityCustomer: public Customer { // 一个派生类public: ... PriorityCustomer(const PriorityCustomer& rhs); PriorityCustomer& operator=(const PriorityCustomer& rhs); ...private: int priority;};PriorityCustomer::PriorityCustomer(const PriorityCustomer& rhs): priority(rhs.priority){ logCall("PriorityCustomer copy constructor");}PriorityCustomer&PriorityCustomer::operator=(const PriorityCustomer& rhs){ logCall("PriorityCustomer copy assignment operator"); priority = rhs.priority; return *this;}
PriorityCustomer 的拷贝函数看上去能复制 PriorityCustomer 中的所有数据,但是请仔细看一下,是的,这些拷贝函数确实能够复制 PriorityCustomer 中声明的数据成员,但是每一个PriorityCustomer 对象都包含继承自 Customer 的所有数据成员,但这些数据成员始终没有得到复制! PriorityCustomer 的拷贝构造函数并没有指明任何参数来传递至基类的构造函数(也就是说,它在成员初始化表中从未提及 Customer ),于是 PriorityCustomer 中 Customer 那一部分将由Customer 的无参构造函数——默认构造函数(假设存在一个,如果没有编译器将报错)进行初始化。这一构造函数将为 name 和 lastTransation 进行默认的初始化。
对于PriorityCustomer 的拷贝构造函数而言,情况有小小的不同。在任何情况下它都不会尝试去修改其基类的数据成员,所以这些数据成员永远得不到更新。
一旦你为一个继承类编写了拷贝函数,你必须留心其基类的部分。当然这些部分通常情况下是私有的,所以你无法直接访问它们。取而代之的是,派生类的拷贝函数必须调用这些私有数据在基类中相关的函数:PriorityCustomer::PriorityCustomer(const PriorityCustomer& rhs): Customer(rhs), // 调用基类的拷贝构造函数 priority(rhs.priority){ logCall("PriorityCustomer copy constructor");}PriorityCustomer&PriorityCustomer::operator=(const PriorityCustomer& rhs){ logCall("PriorityCustomer copy assignment operator"); Customer::operator=(rhs); // 为基类部分赋值 priority = rhs.priority; return *this;}
本条款中的“不要遗漏任何部分”在这里就显得很清晰了。当你编写拷贝函数时,要确认 (1) 复制所有的局部数据成员 (2) 调用所有基类中适当的拷贝函数。
这两个拷贝函数通常会很相似,这似乎会怂恿你去尝试让一个函数去调用另一个来避免代码重复。你的避免代码重复的渴望是值得称赞的,但是让一个拷贝函数调用另一个并不是一个好的实现方式。
让拷贝赋值运算符调用拷贝构造函数是没有任何意义,因为你是在尝试构造一个已经存在的对象。这显得毫无意义,甚至没有语法支持这样做。有一些看似如愿的语法,但实则不是;也的确有语法最终实现了它,但它们在一些情况下破坏你的对象。所以我不会向你介绍这些语法。只需清楚:不应让拷贝赋值运算符去调用拷贝构造函数。
逆向思考——让拷贝构造函数去调用拷贝赋值运算符——这样做同样是毫无意义的。构造函数用于初始化新对象,但是一个赋值运算符仅仅可以应用于已经初始化的对象。对于一个正在构造中的对象而言,对其进行赋值操作就意味着对未初始化的对象进行操作(但是这些操作仅对已初始化的对象起作用)。这是很荒谬的,请不要尝试。
如果你发现你的拷贝构造函数和拷贝赋值运算符很相似时,如果你希望排除重复代码,可以通过创建第三个成员函数供两者调用来取代上面的方法。通常情况下,这样的函数应该是私有的,一般将其命名为 init 。这样的策略是安全的,排除拷贝构造函数和拷贝赋值运算符中的代码重复,这是一个经过证实安全有效的方法
需要记住的:1、要确保拷贝函数拷贝对象的所有的数据成员,及其基类的所有部分。2、不要尝试去实现一个拷贝函数来供其它的拷贝函数调用。取而代之的是,把公共部分放入一个“第三方函数”中共所有拷贝函数调用。
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