C++细节之四----再论四大函数

     在建立一个类的过程中，首先应该考虑的是，有哪些成员变量，即对象拥有的属性，第二步抽象出类的接口，即需要哪些成员函数，并确定访问权限。第三步，当然是考虑如何为类建立构造函数和析构函数了。对于成员变量中有指针的情况，需要提供拷贝构造函数和赋值函数。

 

     1 构造函数：这个函数里面有许多需要注意的问题，第一，成员变量的赋值是放入初始化成员列表中，还是放在构造函数内部，两者的区别是什么？第二，哪些成员变量必须放在初始化成员列表中？第三，初始化顺序是根据什么规则来的？

 

    首先解答第一个问题，借用《Effective C++》条款12来说，尽量使用初始化列表，这样做主要是从效率来考虑的，避免多次函数调用总是高效的。如果一个类中有一个成员变量是某个类的变量，那么当这个类实例化之前，成员变量的对象初始化已经结束，这肯定是调用了一次缺省构造函数，如果在类的构造函数次赋值，那么就调用了2次函数，一次是缺省构造函数，一次可能是赋值函数，这样明显效率就不高。如果使用成员列表，那只需要调用一次。为了更好的说明这个问题，举一个例子。

template<class t>
class namedptr {
public:
  namedptr(const string& initname, t *initptr);
  ...

private:
  const string name;
  t * const ptr;
};

     对namedptr类来说，这意味着string对象name的构造函数总是在程序执行到namedptr的构造函数体之前就已经被调用了。问题只在于：string的哪个构造函数会被调用？

    这取决于namedptr类的成员初始化列表。如果没有为name指定初始化参数，string的缺省构造函数会被调用。当在namedptr的构造函数里对name执行赋值时，会对name调用operator=函数。这样总共有两次对string的成员函数的调用：一次是缺省构造函数，另一次是赋值。

    相反，如果用一个成员初始化列表来指定name必须用initname来初始化，name就会通过拷贝构造函数以仅一个函数调用的代价被初始化。

 

    解答第二个问题，哪些成员变量必须放在初始化成员列表中？对于const成员变量必须放在初始化列表中来赋值，因为const变量只能初始化不能赋值。对于引用成员变量必须放在成员初始化列表中，因为一个引用变量，引用的同时必须初始化。

 

    解答第三个问题，第三，初始化顺序是根据什么规则来的？程序总是先执行初始化列表，再执行构造函数体。然而，初始化列表的顺序又是如何呢？初始化顺序跟类中成员变量的声明顺序是一样的，而和初始化列表中的顺序无关。这是编译器设置的，如果不这样做会产生很多问题。

 

    2 拷贝构造函数：objectA(objectB),这样的对象初始化调用的是拷贝构造函数，如何编写该函数？以下是一个很简单的string类。

// 一个很简单的string类
class string {
public:
  string(const char *value);
  ~string();

private:
  char *data;
};

string::string(const char *value)
{
  if (value) {
    data = new char[strlen(value) + 1];
    strcpy(data, value);
  }
  else {
    data = new char[1];
    *data = '/0';
  }
}

    从上面的函数来说，拷贝构造函数总是要动态分配一个内存，然后根据参数为成员变量赋值。

 

    3 赋值函数：主要是为对象初始化支持=操作符。

 

     A 当定义自己的赋值运算符时，必须返回赋值运算符左边参数的引用，*this。如果不这样做，就会导致不能连续赋值，或导致调用时的隐式类型转换不能进行，或两种情况同时发生。因此,该函数必须返回*this.

 

     B 在operator=函数中为所有的数据成员赋值，包括从基类里继承下来的数据成员，因此必须在子类的operator=中调用基类的operator=函数。如下代码：

 

// 正确的赋值运算符
derived& derived::operator=(const derived& rhs)
{
  if (this == &rhs) return *this;

  base::operator=(rhs);    // 调用this->base::operator=
  y = rhs.y;

  return *this;
}

 

    C 在operator=中检查给自己赋值的情况,即每一个operator=函数中加入一行代码if (this == &rhs) return *this，这样做的原因如下：

 

做类似下面的事时，就会发生自己给自己赋值的情况：

class x { ... };

x a;

a = a;                     // a赋值给自己

这种事做起来好象很无聊，但它完全是合法的，所以看到程序员这样做不要感到丝

毫的怀疑。更重要的是，给自己赋值的情况还可以以下面这种看起来更隐蔽的形式

出现：

a = b;

如果b是a的另一个名字（例如，已被初始化为a的引用），那这也是对自己赋值，

虽然表面上看起来不象。这是别名的一个例子：同一个对象有两个以上的名字。

 

  4 析构函数：用着基类的析构函数必须为虚函数，析构函数执行时先调用派生类的析构函数，其次才调用基类的析构函数。如果析构函数不是虚函数，而程序执行时又要通过基类的指针去销毁派生类的动态对象，那么用delete销毁对象时，只调用了基类的析构函数，未调用派生类的析构函数。这样会造成销毁对象不完全。