移动构造、左值右值、虚析构函数、构造函数不能为虚函数

本文探讨了C++中的移动构造、左右值和虚析构函数的概念及其作用。移动构造允许高效地转移资源,减少不必要的复制。左值和右值分别指可以取地址和不能取地址的对象,右值引用用于延长临时对象的寿命。虚析构函数确保在多态情况下正确调用派生类的析构函数。同时,文章指出构造函数不能为虚函数的原因,即对象实例化前无法通过虚表调用构造函数。

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1、移动构造---源对象资源的控制权全部交给目标对象

    

什么时候该触发移动构造呢?

    如果临时对象即将消亡,并且它里面的资源是需要被再利用的,这个时候我们就可以触发移动构造。

复制构造和移动构造的差别:

    这种情况下,我们觉得这个临时对象完成了复制构造后,就不需要它了,我们就没有必要去首先产生一个副本,然后析构这个临时对象,这样费两遍事,又占用内存空间,所幸将临时对象它的原本的资源直接转给构造的对象即可了。

    当临时对象在被复制后,就不再被利用了。我们完全可以把临时对象的资源直接移动,这样就避免了多余的复制构造

拷贝构造和移动构造:
class IntNum{    
public:    
     IntNum(int x = 0):xptr(new int(x)){//构造函数    
       cout<<"Calling constructor..."<<endl;    
}    
    IntNum(const IntNum &n):xptr(new int(*n.xpr)){//复制构造函数    
         cout<<"Calling copy constructor..."<<endl;    
}   
   IntNum(IntNum && n):xptr(n.xptr){//移动构造函数  
     n.xptr = nullptr;  
     cout<<"Calling move constructor..."<<endl;  
}  
       ~IntNum(){//析构函数    
        delete xpr;    
        cout<<"Destructing..."<<endl;  
}   
        int getInt(){return *ptr;}//返回指针所指向的值,而不是返回指针本身    
private:    
         int *ptr;    
}; 

2、左值右值--可以取地址的、有名字的就是左值,反之,不能取地址的、没有名字的就是右值

右值又分为纯右值(prvalue,Pure Rvalue)和将亡值(xvalue,eXpiring Value)。纯右值:指的是临时变量和不跟对象关联的字面量值;将亡值则是跟右值引用相关的表达式,这样表达式通常是将要被移动的对象(移为他用),比如返回右值引用T&&的函数返回值、std::move的返回值,或者转换为T&&的类型转换函数的返回值。

将亡值可以理解为通过“盗取”其他变量内存空间的方式获取到的值。在确保其他变量不再被使用、或即将被销毁时,通过“盗取”的方式可以避免内存空间的释放和分配,能够延长变量值的生命期。

左值引用就是对一个左值进行引用的类型。右值引用就是对一个右值进行引用的类型。右值引用左值引用都是属于引用类型。无论是声明一个左值引用还是右值引用,都必须立即进行初始化。而其原因可以理解为是引用类型本身自己并不拥有所绑定对象的内存,只是该对象的一个别名。

左值引用通常也不能绑定到右值,但常量左值引用是个“万能”的引用类型(非常量左值、常量左值、右值)。

右值值引用通常不能绑定到任何的左值,要想绑定一个左值到右值引用,通常需要std::move()将左值强制转换为右值。

3、虚析构函数----当用一个基类的指针删除一个派生类的对象时,派生类的析构函数会被调用。

虚析构函数

虚析构函数的作用: 
(1)如果父类的析构函数不加virtual关键字 
当父类的析构函数不声明成虚析构函数的时候,当子类继承父类,父类的指针指向子类时,delete掉父类的指针,只调动父类的析构函数,而不调动子类的析构函数。 
(2)如果父类的析构函数加virtual关键字 
当父类的析构函数声明成虚析构函数的时候,当子类继承父类,父类的指针指向子类时,delete掉父类的指针,先调动子类的析构函数,再调动父类的析构函数。 

虚析构函数的原理分析:

  • 父类的构造函数/析构函数与子类的构造函数/析构函数会形成多态,但是当父类的构造函数/析构函数即使被声明virtual,子类的构造/析构方法仍无法覆盖父类的构造方法和析构方法。这是由于父类的构造函数和析构函数是子类无法继承的,也就是说每一个类都有自己独有的构造函数和析构函数。
  • 而由于父类的析构函数为虚函数,所以子类会在所有属性的前面形成虚表,而虚表内部存储的就是父类的虚函数。
  • 当delete父类的指针时,由于子类的析构函数与父类的析构函数构成多态,所以得先调动子类的析构函数;之所以再调动父类的析构函数,是因为delete的机制所引起的,delete 父类指针所指的空间,要调用父类的析构函数。

用指针访问对象的public虚函数成员时,程序是根据指向对象的类型来寻找对应的函数,而不是根据指针的类型来寻找对应的函数,这条规则对所有虚函数都成立,所以当子类被销毁时,父类指针指向的是子类对象,所以程序会找到子类的虚函数表,然后调用子类的析构函数,接着再调用父类的析构函数来释放父类分配的内存,这样才能使程序运行得井井有条。


4、构造函数不能为虚函数

  • 首先,虚函数对应一个vtable,这个Vtable其实是存储在对象的内存空间的。如果构造函数是虚的,就需要通过Vtable来调用,可是对象还没有实例化,也就是内存空间还没有,无法找到Vtable,所以构造函数不能是虚函数。vbtl在构造函数调用后才建立,因而构造函数不可能成为虚函数
  • 虚函数的作用在于通过父类的指针或者引用来调用它的时候能够变成调用子类的那个成员函数。而构造函数是在创建对象时自动调用的,不可能通过父类的指针或者引用去调用,因此也就规定构造函数不能是虚函数。
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