深度探索C++对象模型:默认构造函数

默认构造函数在被需要的时候被编译器产生出来。

这句话的关键部分是:

  1. 被谁需要?
  2. 什么时候被需要?
  3. 做什么事情?

被谁需要?

编译器为程序构建默认构造函数是因为编译器需要它,而不是因为程序需要它。程序需要什么应该是程序员的责任,应该由程序员提供。举个例子,例如下面这段代码:

class  Foo  {
 public:
 int val;
 Foo* pnext; 
}  

 void  foo_bar()  {
    Foo bar; 
   // 程序需要 bar's members 都被初始化为 0 
  if (bar.val || bar.pnext) {
     // do something
 } 
} 

该段程序的正确语意是希望 Foo 的默认构造函数将 valpnext 初始化为 0,但此处编译器并不会为 Foo 生成默认构造函数,因为这里不满足“需要的时候“这个条件,程序需要不代表编译器需要。后面我们会了解到就算此处编译器为 Foo 生成了默认构造函数,该默认构造函数也不会对 valpnext 进行初始化,具体原因请看“做什么事情?”部分。

什么时候需要?

上面解释了默认构造函数是被编译器需要的,那么编译器什么时候需要它呢?在下列四种情况下编译器会生成默认构造函数:

  1. class 内包含有 default constructormember object ,合成 default constructor 为了调用 member objectdefault constructor
  2. class 继承自含有 default constructor 的基类,合成 default constructor 为了调用基类的 default constructor
  3. 带有虚函数的 class ,合成 default constructor 主要为了初始化vptr(虚函数表指针)。
  4. class 有一个及以上的虚基类,合成 default constructor 主要为了初始化虚基类指针。

当满足上面的条件时,编译器会对 constructor 进行扩展,扩展的规则如下:

  1. class 没有定义 constructor ,编译器会合成 default constructor ,并加入编译器需要的操作,可能包括调用 member objectdefault constructor ,调用基类的 default constructor ,初始化虚函数表指针及虚基类指针。
  2. class 已经定义了一个或多个 constructor 时,编译器不会再去合成 constructor ,但会扩展所有 constructor 加入编译器需要的操作。

做什么事情?

从上面的分析中可以看出,默认构造函数所做的事情用一句话可以概括:只执行编译器所需要的行为。所以说即使编译器为 Foo 生成了默认构造函数,该默认构造函数也不会对 valpnext 进行初始化,因为编译器并不需要该行为,这是程序员应该做的事情。

总结:

编译器只合成他需要的 default constructor 并且只做他需要的操作。C++ 新手常见的两个 误解 :

  1. 任何 class 如果没有定义 default constructor ,就会被合成出一个来。
  2. 编译器合成出来的 default constructor 会明确设定 class 内每一个 data member 的默认值。

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