C++类中的特殊成员函数

转载请注明文章出处： https://tlanyan.me/special-member-functions-in-cpp-class/

C++ 类中有几个特殊的 非静态 成员函数，当用户未定义这些函数时，编译器将给出默认实现。 C++11 前有四个特殊函数， C++11 引入 移动语义 特性，增加了两个参数为 右值 的特殊函数。这六个函数分别是：

1. 默认构造函数

   默认构造函数指 不需要参数 就能初始化的构造函数。包含 无参 和 所有参数有默认值 两种类型的构造函数。

2. 复制构造函数

   复制构造函数指使用 该类的对象作为参数 的构造函数。可以有其他参数，但必须提供默认值。

3. 复制赋值运算符

   重载等号 = ，将该类的对象 赋值 给 已定义对象 。

4. 析构函数

   没啥可说的。

5. 移动构造函数

   C++11 新增，该类的 右值 对象为参数的构造函数，其余同 复制构造函数 。

6. 移动复制运算符

   同 复制赋值运算符 ，唯一不同是参数为 右值 。

看定义容易迷糊，上代码就会很清晰：

#include <iostream>
#include <string>

class Foo {

public:
    std::string s;

    // 默认构造函数
    Foo() { std::cout << "default constructor" << std::endl; }
    // 复制构造函数
    Foo(const Foo& foo) { std::cout << "copy constructor" << std::endl; s = foo.s; }
    // 复制赋值运算符
    Foo& operator=(const Foo& foo) { std::cout << "copy assignment operator" << std::endl; s = foo.s; return * this;}
    // 移动构造函数
    Foo(Foo&& foo) { std::cout << "move constructor" << std::endl; s = std::move(foo.s); }
    // 移动赋值运算符
    Foo& operator=(Foo&& foo) { std::cout << "move assignment operator" << std::endl; s = std::move(foo.s); return *this;}
};

int main() {
    Foo foo1;
    Foo foo2(foo1);
    foo1 = foo2;
    Foo foo3(std::move(foo1));
    foo2 = std::move(foo3);
}

用 g++ 或者 clang 编译，加上 -fno-elide-constructors -std=c++0x 选项。执行程序输出如下：

default constructor
copy constructor
copy assignment operator
move constructor
move assignment operator

结果是我们预期的。需要注意的是 Foo foo3 = foo1 的形式会调用 复制构造函数 ，不会调用 复制赋值运算符 。原因是 Foo foo3 = xxx 声明和定义一个新对象，而赋值是作用在 已定义对象 。 移动赋值运算符 同理。

C++11 新增了 =default 和 =delete 函数修饰符，提示编译器使用默认或者删除默认的特殊函数。需要注意的是这两个修饰符 只能 修饰上述特殊函数，用户可以用其对特殊函数进行裁剪。一个例子：

struct Test {
    // 使用默认构造函数
    Test() = default;
    // 删除复制赋值运算符
    Test& operator=(const Test& test) = delete;
    // 使用默认析构函数
    ~Test() = default;
};

参考

1. https://en.cppreference.com/w/cpp/language/member_functions
2. https://stackoverflow.com/questions/43349808/extended-lifetime-of-an-object-returned-from-function