Inside_Cplusplus_构造_copy

参考资料：

深度探索c++对象模型第二章

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概述

• Deafault copy constructor

有三种情况，会以一个object的内容作为另一个class ojbject的初值；

• 赋值操作符

class x{...};
X x;

X xx = x; 

• 作为参数

void foo(X x);

X xx; 
foo(xx);   // 产生copy

• 函数回传

X foo(){
...
X xx;
 return xx;
}

这几种情况会导致临时object的产生；

1 默认以成员为单位的初始化（Default Memberwise Initialization）和位逐次拷贝(Bitwise Copy Semantics)

• 从概念上讲， 对于一个class X,“Default Memberwise Initialization”是被一个copy constructor 实现的；
• 一个良好的编译器可以为大部分object产生bitwise copies, 因为它们有bitwise copy semantics
• 因此，default constructor 和copy constructor在必要的时候才由编译器产生出来；

1.1 位逐次拷贝

• 如果一个class 展现bitwise copy semantics，就不需要合成一个默认构造函数；

// 类的成员为POD类型
class Word{
 public:
  Word(const char*);  
  ~Word(){delete[] str;}
...
private:
  int cnt;
  char* str;
};

在这个类中，并不需要合成一个默认的copy constructor， 因为上述声明占星了“default copy semantics”；

1.2 Default memberwise Initialization

• 当一个class 未展现出bitwise copy semantics时，必须合成一个copy constructor；

• 使用default memberwise Initializatioon方式构造；

例子：

class Word{
 public:
  Word(const string&);  
  ~Word(){delete[] str;}
...
private:
  int cnt;
  string  str;
};

• 其中，string class 拥有explicit copy constructor;

编译器合成一个copy constructor， 以便调用string object的copy constructor;

// c++ 伪代码
// 编译合成版本
inline Word::Word( const Word& wd){
  str.string::string(wd.str);
  cnt = wd.cnt;
}

• 合成的copy constructor中， 整数，指针，数组等nonclass members 也被复制；

1.3 不要 Bitwise Copy Semantics

有四种情况：

• 1. 当class 内部的一个member object 含有copy constructor(不论是声明（如string）者是编译器合成(如Word)的时候);
• 2. 当class 继承自一个base class，而基类含有一个copy constructor的时候；

• 3 当class 声明了一个或多个virtual functions；

• 4. 当class 派生自一个继承链，其中有一个或多个virtual base classes；

2. Virtual Table 的指针

class ZooAnimal{
public:
    ZooAnimal();
    virtual  ~ZooAnimal();

    virtual void animate();
    virtual void draw();
    // ...
private:
    // animate()和draw()需要的数据
};

class Bear: public ZooAnimal{
public:
    Bear();
    virtual void animate();
    virtual void draw();
    virtual void dance();
    // ...
private:
    // 几个函数的数据
};

2.1 同类型的copy

• 当ZooAnimal利用另一个 ZooAnimal 作为初值，Bear 以另一个 Bear作为初值，都可以直接靠“ bitwise copy semantics ”完成

• yoqi被默认构造函数初始化， vptr被设定为Bear class 的虚函数表，而winnie 拷贝 yoqi 的vptr是安全的；

Bear yoqi;
Bear winnie = yoqi;

2.2 派生和基类的copy

• 但是，当一个基类使用派生类的object 内容做初始化操作，franny 的vptr不能指向Bear的虚函数表，（如果使用“ bitwise copy”）导致错误；

• 因此，合成出来的 ZooAnimal copy constructor 会明确设定object的vptr指向ZooAnimal 的虚函数表，而不是直接从 右边的class object拷贝过来；

ZooAnimal franny = yoqi; // 这回发生切割行为；

2.3 virtual base class subojbect

1. 一个class object 以另一个object作为初值，后者拥有virtual base class subojbect,会使 “bitwise copy”失效；

• 编译器都虚拟继承的承诺：

1. 让派生类对象中的“virtual base class subojbect位置”在执行器准备好；
2. “Bitwise copy”会破坏这个位置，所以编译器合成的copy constructor中使用memberwise 的初始化；

/*
    编译器产生的代码：
    1. 调用 ZooAnimal 的默认构造函数，
    2. 将 Raccon 的vptr 初始化
    3. 并且在 Raccon 中定位出 ZooAnimal subojbect的位置
    这些代码安插在 Raccon 的两个constructor 中的最前部分；
*/

class Raccon: public virtual ZooAnimal{
public:
    Raccon(){ /*设定 private的初值*/}
    Raccon(int val){/* 初始值设定*/}
    // ..
private:
    // 所有数据
};

• [注意]

1. 如果 Raccon object利用另一个 Raccon object 作为初始值；那么 bitwise copy足够；

2. 但是如果使用 派生类来作为基类的初值，编译器必须合成一个copy constructor，为了使vptr指向正确的位置；然后对每一个members执行必要的memberwise的初始化；

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