C++对象模型读书笔记（二）- 构造函数

误区

C++ 新手一般都有两个常见的误区：

1. 任何 class 没有定义 default constructor ，那么就会被隐式的构造出来；
2. 编译器合成的 default constructor 会显示的指定每个 data member 的值。

但是事实并非如此！

4种会让编译器必须为没有申明 constructor 的 class 合成一个 default constructor

1. 当成员有 default constructor 的时候;
2. 当基类有 default constructor 的时候;
3. 当有虚函数的时候；
4. 当有虚继承的时候。

以上构造出来的 default constructor 都是 non-trivial constructor ，如果没有满足上述情况且没有自定义 constructor 的时候，那么称编译器合成的是 trivial constructor （实际上不会被合成）。

什么是 non-trivial constructor ？什么又是 trivial constructor ？

字面意思进行理解：trivial 表示无用的，那么 non-trivial 就表示的是有用的。如果合成的构造函数会调用其他的 default constructor 的话，那么这个合成的 constructor 就是 non-trivial 的，反之，则是 trivial 的。

解释上述 4 种情况为何会这样

1. 以代码举例

class Foo { public: Foo(), Foo(int) ... }
class Bar { public: Foo foo; char* str; }

void foo_bar() {
    Bar bar;
    
    if (str) { } ...
}
复制代码

请注意！编译器合成的 default constructor 并不会初始化 str ，这是需要程序员自己初始化的！编译器合成版本只负责初始化可以调用 default constructor 版本的部分。

于是 Bar() 应该这么写：

Bar Bar() {
    str = 0;
}
复制代码

编译器看到 Bar bar 语句会发生如下操作：

Bar() {
    foo.Foo()::foo(); // 附加的 compiler code
    str = 0;
}
复制代码

2. 与 1 情况类似，需要注意的是，如果设计者提供了多个 constructor 版本，没有 default constructor 呢？编译器不会合成新的 default constructor 版本，而是扩张现有的每一个 constructors ，将“用以调用所有必要的 default constructors”的程序代码插入进去。

3. 对于拥有 virtual function 的 class ，那么必须为没有申明 constructor 的 class 构造一个 default constructor ，原因有俩：

   • 每个类都会在编译时期产生出一个 virtual function table ，用于存放 class 的 virtual function 的地址
   • 每一个 class object 中，一个额外的 vptr 会被编译器合成出来。

   为了使虚函数的机制（多态）发挥出来，在 constructor 时期，编译器会为每一个 class object 安插合适的 virtual table 和为 vptr 设置初值。

4. 同样的，对于虚继承的 class 而言，在 class object 构造期间，也会在 constructor 中安插“允许每一个 virtual base class 的执行期存取操作”的代码。