复制构造函数

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T 的复制构造函数是非模板构造函数,其首个形参为 T&const T&volatile T&const volatile T&,而且要么没有其他形参,要么剩余形参均有默认值。

目录

[编辑] 语法

类名 ( const 类名 & ) (1)
类名 ( const 类名 & ) = default; (2)
类名 ( const 类名 & ) = delete; (3)

其中 类名 必须指名当前类(或类模板的当前实例化),或在命名空间作用域或友元声明中声明时,必须是有限定的类名。

[编辑] 解释

  1. 复制构造函数的典型声明。
  2. 强制编译器生成复制构造函数。
  3. 阻止隐式生成复制构造函数。

凡在对象从同类型的另一对象(以直接初始化复制初始化初始化时,调用复制构造函数(除非重载决议选择了更好的匹配或其调用被消除),情况包括

  • 初始化:T a = b;T a(b);,其中 b 类型为 T
  • 函数实参传递:f(a);,其中 a 类型为 TfRet f(T t)
  • 函数返回:在如 T f() 这样的函数内部的 return a;,其中 a 类型为 T,它没有移动构造函数

[编辑] 隐式声明的复制构造函数

若不对类类型(structclassunion)提供任何用户定义的复制构造函数,则编译器始终会声明一个复制构造函数,作为其类的非 explicitinline public 成员。当以下各项均为真时,这个隐式声明的复制构造函数拥有形式 T::T(const T&)

  • T 的每个直接与虚基类 B 均拥有复制构造函数,其形参为 const B&const volatile B&
  • T 的每个类类型或类类型数组的非静态数据成员 M 均拥有复制构造函数,其形参为 const M&const volatile M&

否则,隐式声明的复制构造函数是 T::T(T&)。(注意因为这些规则,隐式声明的复制构造函数不能绑定到 volatile 左值实参)。

类可以拥有多个复制构造函数,如 T::T(const T&)T::T(T&)。当存在用户定义的复制构造函数时,用户仍可用关键词 default 强迫编译器生成隐式声明的复制构造函数。

(C++11 起)

隐式声明(或于其首个声明被预置)的复制构造函数,具有动态异常说明 (C++17 前)异常说明 (C++17 起)中所描述的异常说明。

[编辑] 弃置的隐式声明的复制构造函数

若下列任何条件为真,则不定义类 T 的隐式声明的复制构造函数:

(C++11 前)

若下列任何条件为真,则 T 的隐式声明的复制构造函数被定义为弃置的

(C++11 起)
  • T 拥有无法复制的非静态数据成员(拥有被弃置、不可访问或有歧义的复制构造函数);
  • T 拥有无法复制的直接或虚基类(拥有被弃置、不可访问或有歧义的复制构造函数);
  • T 拥有带被弃置或不可访问的析构函数的直接或虚基类;
  • T 是联合式的类,且拥有带非平凡复制构造函数的变体成员;
  • T 拥有右值引用类型的数据成员;
  • T 拥有用户定义的移动构造函数移动赋值运算符(此条件只导致隐式声明的,而非预置的复制构造函数被弃置)。
(C++11 起)

[编辑] 平凡复制构造函数

当下列各项全部为真时,类 T 的复制构造函数为平凡的:

  • 它不是用户提供的(即它是隐式定义或预置的),且若它被预置,则其签名与隐式定义的相同 (C++14 前)
  • T 没有虚成员函数;
  • T 没有虚基类;
  • T 的每个直接基类选择的复制构造函数都是平凡的;
  • T 的每个类类型(或类类型数组)的非静态成员选择的复制构造函数都是平凡的;

非联合类的平凡复制构造函数,效果为复制实参的每个标量子对象(递归地包含子对象的子对象,以此类推),且不进行其他动作。不过不需要复制填充字节,甚至只要其值相同,每个复制的子对象的对象表示也不必相同。

可平凡复制 (TriviallyCopyable) 对象,可以通过手动复制其对象表示来进行复制,例如用 std::memmove。所有与 C 语言兼容的数据类型(POD 类型)均为可平凡复制的。

[编辑] 隐式定义的复制构造函数

若隐式声明的复制构造函数未被弃置,则当其被 ODR 式使用时,它为编译器所定义(即生成并编译函数体)。对于 union 类型,隐式定义的复制构造函数(如同以 std::memmove)复制其对象表示。对于非联合类类型(classstruct),该构造函数用直接初始化,按照初始化顺序,对对象的各基类和非静态成员进行完整的逐成员复制。若它满足对于 constexpr 构造函数的要求,则生成的复制构造函数为 constexpr (C++11 起)

T 拥有用户定义的析构函数或用户定义的复制赋值运算符时,隐式定义的复制构造函数的生成被弃用。

(C++11 起)

[编辑] 注解

许多情况下,即使复制构造函数能够产生可观测副作用,它们也会被优化掉,见复制消除

[编辑] 示例

struct A
{
    int n;
    A(int n = 1) : n(n) { }
    A(const A& a) : n(a.n) { } // 用户定义的复制构造函数
};
 
struct B : A
{
    // 隐式默认构造函数 B::B()
    // 隐式复制构造函数 B::B(const B&)
};
 
struct C : B
{
     C() : B() { }
 private:
     C(const C&); // 不可复制,C++98 风格
};
 
int main()
{
    A a1(7);
    A a2(a1); // 调用复制构造函数
    B b;
    B b2 = b;
    A a3 = b; // 转换到 A& 并调用复制构造函数
    volatile A va(10);
    // A a4 = va; // 编译错误
 
    C c;
    // C c2 = c; // 编译错误
}

[编辑] 缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

DR 应用于 出版时的行为 正确行为
CWG 2171 C++14 X(X&) = default 非平凡 使它平凡
CWG 496 C++11 有 volatile 成员的结构体是可平凡复制的 volatile 成员令复制非平凡
CWG 2094 C++14 volatile 成员令复制非平凡 有 volatile 成员的结构体是可平凡复制的