关于 C++ 默认构造函数 的几个误区

C++新手一般有两个常见的误解：

1.任何class如果没有定义default constructor，就会被合成一个来。

2.编译器合成出来的default constructor会明确设定“class 内每个data member的默认值”。

如你所见，没有一个是真的！

C++的几条原则

1、每个类必须至少有一个构造函数，否则没法创建对象；

2、若programer没有提供任何构造函数，则C++提供一个默认的构造函数，该默认构造函数是无参构造函数，它仅负责创建对象，不做任何初始化的工作；

3、只要programer定义了一个构造函数（不管是无参还是有参构造），C++就不再提供默认的默认构造函数。即如果为类定义了一个带参的构造函数，还想要无参构造函数，就必须自己定义；

4、与变量定义类似，在用默认构造函数创建对象时，如果创建的是全局对象或静态对象，则对象的位模式全为0，否则，对象值是随机的。

注：2所述，C++在某些情况下会提供默认构造函数，但在某些情况下并不会自动调用。实事上，当用户没有提供自定义的构造函数的时候，声明该类的对象，以及定义包含该对象的数组，都不会调用默认构造函数；但定义包含该对象的容器时，会自动调用默认的构造函数。

举例如下：

classStudent

{

public:

//Student() : val(6){} // 1

//Student(int val) : val(6){} // 2

int val;

};

 

voidmain()

{

Students;

cout<< s.val<<"first"<<endl;; // 编译通过，但运行时出错：the variable 's' is being used withoutbeing defined.

// 说明没有调用默认构造函数

Studentarr[4];

 arr[2]; // 编译通过，但运行出错：the variable 'arr' is being used without beingdefined.

// 说明没有调用默认构造函数

vector<Student>vec(5);

cout<< vec[3].val <<"second"<< endl; //运行无误，但输出结果未定义（取决于编译器，可能是随机值或0）

// 说明调用了默认构造函数

Student*ptr = new Student[4];

cout<< ptr[1].val <<"third"<<endl; //运行无误，但输出结果未定义（取决于编译器，可能是随机值或0）

// 说明调用了默认构造函数

Studentss = Student(); // 显示调用

cout<< ss.val<<"forth"<<endl; // 运行无误，但输出结果未定义（取决于编译器，可能是随机值或0）

// 说明调用了默认构造函数

getchar();

}

若将Student定义体中的注释1去掉，即自定义无参构造函数，则main函数中的几种形式的对象定义都会调用该自定义的无参构造函数。

但只将注释2去掉，即自定义带参构造，而不提供无参构造，则main函数的几种形式的对象定义都将因为没有可用的默认构造函数而编译出错。

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关于两种默认构造函数

在《C++ Annotated Reference Manual(ARM)[ELLIS90]》中的Section 12.1告诉我们:"Defaultconstructors...在需要的时候被编译器产生出来"。

其实默认构造函数也是分为两类的:有用的、无用的。

所谓有用的标准也是就默认构造函数会为我们的类做一些初始化操作。那么无用的就不会做任何工作,从而对我们的类也就没有任何意义。所以,我们通常所说的默认构造函数是指有用的默认构造函数,其英文名字叫nontrivial default constructor。

那么到底什么时候编译器会为我们产生nontrivial default constructor呢?有下面四中情况:

①如果一个类里面某个成员对象有nontrivial default constructor,编译器就会为我们的类产生nontrivialdefault constructor。

那么编译器这样做的理由是什么?

答案是因为类成员对象有nontrivial default constructor,那么编译器就需要显式的来调用这个类成员对象的nontrivial default constructor。而编译器想显式的调用类成员对象的nontrivial default constructor,就需要自己来合成一些代码来调用。但是记住,编译器合成的nontrivial default constructor仅仅调用类成员对象的默认构造函数,而不对我们类里面的其它变量做任何初始化操作。

也就是说,如果你想初始化类成员变量以外的变量例如一个int、一个String,那么必须自己定义默认构造函数来完成这些变量的初始化。而编译器会对你定义的默认构造函数做相应的扩展,从而调用类成员对象的nontrivial default constructor。

②如果一个派生类的基类有nontrivial default constructor,那么编译器会为派生类合成一个nontrivial default constructor。

编译器这样的理由是:因为派生类被合成时需要显式调用基类的默认构造函数。

③如何一个类里面隐式的含有任何virtual function table(或vtbl)、pointer member(或vptr)。

编译器这样做的理由很简单:因为这些vtbl或vptr需要编译器隐式(implicit)的合成出来,那么编译器就把合成动作放到了默认构造函数里面。所以编译器必须自己产生一个默认构造函数来完成这些操作。

所以如果你的类里带有任何virtual function,那么编译器会为你合成一个默认构造函数。

④如果一个类虚继承于其它类。

编译器这样做的理由和③类似:因为虚继承需要维护一个类似指针一样,可以动态的决定内存地址的东西(不同编译器对虚继承的实现不仅相同)。

那么除了以上四种情况,编译器并不会为我们的类产生默认构造函数。

所以编程中切忌想当然,要明白哪些事情是编译器做的,哪些事情需要程序员来完成的。就像堆所占用的资源需要程序员自己来释放,而栈空间是编译器管理的一样。

只有如此,才能编写出质量更高的代码。