[翻译] Effective C++, 3rd Edition, Item 12: 拷贝一个 object（对象）的所有 parts（构件）

Item 12: 拷贝一个 object（对象）的所有 parts（构件）

作者：Scott Meyers

译者：fatalerror99 (iTePub's Nirvana)

发布：http://blog.youkuaiyun.com/fatalerror99/

在设计良好的 object-oriented systems（面向对象系统）中，封装了 object（对象）的内部构件，只有两个拷贝 objects（对象）的函数：被恰当地称为 copy constructor（拷贝构造函数）和 copy assignment operator（拷贝赋值运算符）。我们将它们统称为 copying functions（拷贝函数）。Item 5 讲述了如果需要，编译器会生成 copying functions（拷贝函数），而且阐明了编译器生成的版本正像你所期望的：它们拷贝被拷贝 object（对象）的全部数据。

当你声明了你自己的 copying functions（拷贝函数），你就是在告诉编译器你不喜欢缺省实现中的某些东西。编译器对此好像怒发冲冠，而且它们会用一种古怪的方式报复：当你的实现几乎可以确定是错误的时，它们偏偏不告诉你。

考虑一个代表 customers（顾客）的 class（类），这里的 copying functions（拷贝函数）是手写的，以便将对它们的调用记入日志：

void logCall(const std::string& funcName);       // make a log entry

class Customer {
public:
  ...
  Customer(const Customer& rhs);
  Customer& operator=(const Customer& rhs);
  ...

private:
  std::string name;
};
Customer::Customer(const Customer& rhs)
: name(rhs.name)                                 // copy rhs's data
{
  logCall("Customer copy constructor");
}

Customer& Customer::operator=(const Customer& rhs)
{
  logCall("Customer copy assignment operator");

  name = rhs.name;                               // copy rhs's data

  return *this;                                  // see Item 10
}

这里的每一件事看起来都不错，实际上也确实不错——直到 Customer 中加入了其它 data member（数据成员）：

class Date { ... };       // for dates in time

class Customer {
public:
  ...                     // as before

private:
  std::string name;
  Date lastTransaction;
};

在这里，已有的 copying functions（拷贝函数）只进行了 partial copy（部分拷贝）：它们拷贝了 customers（顾客）的 name，但没有拷贝他的 lastTransaction。然而，大多数编译器即使是在 maximal warning level（最高警告级别）（参见 Item 53），对此也是一声不吭。这是它们在对你自己写 copying functions（拷贝函数）进行报复。你拒绝了它们写的 copying functions（拷贝函数），所以即使你的代码是不完善的，它们也不告诉你。结论显而易见：如果你为一个 class（类）增加了一个 data member（数据成员），你必须确保你也更新了 copying functions（拷贝函数）。（你还必须更新 class（类）中的全部 constructors（构造函数）（参见 Items 4 和 45）以及任何非标准形式的 operator=（Item 10 给出了一个例子）。如果你忘记了，编译器未必会提醒你。）

这个问题最为迷惑人的情形之一是它会通过 inheritance（继承）发生。考虑：

class PriorityCustomer: public Customer {                  // a derived class
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 copying functions（拷贝函数）看上去好像是拷贝了 PriorityCustomer 中的每一样东西，但是再看一下。是的，它拷贝了 PriorityCustomer 声明的 data member（数据成员），但是每个 PriorityCustomer 还包括一份它从 Customer 继承来的 data members（数据成员）的拷贝，而那些 data members（数据成员）根本没有被拷贝！PriorityCustomer 的 copy constructor（拷贝构造函数）没有指定传递给它的 base class constructor（基类构造函数）的参数（也就是说，在它的 member initialization list（成员初始化列表）中没有提及 Customer），所以，PriorityCustomer object（对象）的 Customer 部分被 Customer 的不取得 arguments（实参）的 constructor（构造函数）—— default constructor（缺省构造函数）初始化。（假设它有，如果没有，代码将无法编译。）那个 constructor（构造函数）为 name 和 lastTransaction 进行一次 default initialization（缺省初始化）。

对于 PriorityCustomer 的 copy assignment operator（拷贝赋值运算符），情况只是稍微有些不同。它不会试图用任何方法改变它的 base class data members（基类数据成员），所以它们将保持不变。

无论何时，你打算自己为一个 derived class（派生类）写 copying functions（拷贝函数）时，你必须注意同时拷贝 base class parts（基类构件）。当然，那些构件一般是 private（私有）的（参见 Item 22），所以你不能直接访问它们。derived class（派生类）的 copying functions（拷贝函数）必须调用与它们相对应的 base class functions（基类函数）：

PriorityCustomer::PriorityCustomer(const PriorityCustomer& rhs)
:    Customer(rhs),                   // invoke base class copy ctor
  priority(rhs.priority)
{
  logCall("PriorityCustomer copy constructor");
}

PriorityCustomer&
PriorityCustomer::operator=(const PriorityCustomer& rhs)
{
  logCall("PriorityCustomer copy assignment operator");

  Customer::operator=(rhs);           // assign base class parts
  priority = rhs.priority;

  return *this;
}

本 Item 标题中的 "copy all parts" 的含义现在应该清楚了。当你写一个 copying functions（拷贝函数），需要保证（1）拷贝所有 local data members（局部数据成员）以及（2）调用所有 base classes（基类）中的适当的 copying function（拷贝函数）。

实际上，两个 copying functions（拷贝函数）经常有相似的函数体，而这一点可能吸引你试图通过用一个函数调用另一个来避免 code duplication（代码重复）。你希望避免 code duplication（代码重复）的愿望值得肯定，但是用一个 copying functions（拷贝函数）调用另一个来实现它是错误的。

用 copy assignment operator（拷贝赋值运算符）调用 copy constructor（拷贝构造函数）是没有意义的，因为你这样做就是试图去构造一个已经存在的 object（对象）。这太荒谬了，甚至没有一种语法来支持它。有一种语法看起来好像能让你这样做，但实际上你做不到，还有一种语法采用迂回的方法这样做，但它们在某种条件下会对破坏你的 object（对象）。所以我不打算给你看任何那样的语法。无条件地接受这个观点：不要用 copy assignment operator（拷贝赋值运算符）调用 copy constructor（拷贝构造函数）。

尝试一下另一种相反的方法——用 copy constructor（拷贝构造函数）调用 copy assignment operator（拷贝赋值运算符）——这同样是荒谬的。一个 constructor（构造函数）初始化新的 objects（对象），而一个 assignment operator（赋值运算符）只能应用于已经初始化过的 objects（对象）。借助构造过程给一个 object（对象）assignment（赋值）将意味着对一个 not-yet-initialized object（尚未初始化的对象）做一些事，而这些事只有用于 initialized object（已初始化对象）才有意义。简直是胡搞！禁止尝试。

作为一种代替，如果你发现你的 copy constructor（拷贝构造函数）和 copy assignment operator（拷贝赋值运算符）有相似的代码，通过创建一个供两者调用的第三方 member function（成员函数）来消除重复。这样一个函数一般是 private（私有）的，而且经常叫做 init。这一策略是在 copy constructor（拷贝构造函数）和 copy assignment operator（拷贝赋值运算符）中消除 code duplication（代码重复）的安全的，被证实过的方法。

Things to Remember

• copying functions（拷贝函数）应该保证拷贝一个 object（对象）的所有 data members（数据成员）以及所有的 base class parts（基类构件）。

• 不要试图依据一个 copying functions（拷贝函数）实现另一个。作为代替，将通用功能放入一个供双方调用的第三方函数。