詳解在C++中顯式默認設置的函數和已刪除的函數的方法
在 C++11 中,默認函數和已刪除函數使你可以顯式控制是否自動生成特殊成員函數。已刪除的函數還可為您提供簡單語言,以防止所有類型的函數(特殊成員函數和普通成員函數以及非成員函數)的參數中出現有問題的類型提升,這會導致意外的函數調用。
顯式默認設置的函數和已刪除函數的好處
在 C++ 中,如果某個類型未聲明它本身,則編譯器將自動為該類型生成默認構造函數、復制構造函數、復制賦值運算符和析構函數。這些函數稱為特殊成員函數,它們使 C++ 中的簡單用戶定義類型的行為如同 C 中的結構。也就是說,可以創(chuàng)建、復制和銷毀它們而無需任何額外編碼工作。C++11 會將移動語義引入語言中,并將移動構造函數和移動賦值運算符添加到編譯器可自動生成的特殊成員函數的列表中。
這對于簡單類型非常方便,但是復雜類型通常自己定義一個或多個特殊成員函數,這可以阻止自動生成其他特殊成員函數。實踐操作:
- 如果顯式聲明了任何構造函數,則不會自動生成默認構造函數。
- 如果顯式聲明了虛擬析構函數,則不會自動生成默認析構函數。
- 如果顯式聲明了移動構造函數或移動賦值運算符,則:
- 不自動生成復制構造函數。
- 不自動生成復制賦值運算符。
- 如果顯式聲明了復制構造函數、復制賦值運算符、移動構造函數、移動賦值運算符或析構函數,則:
- 不自動生成移動構造函數。
- 不自動生成移動賦值運算符。
注意
此外,C++11 標準指定將以下附加規(guī)則:
- 如果顯式聲明了復制構造函數或析構函數,則棄用復制賦值運算符的自動生成。
- 如果顯式聲明了復制賦值運算符或析構函數,則棄用復制構造函數的自動生成。
- 在這兩種情況下,Visual Studio 將繼續(xù)隱式自動生成所需的函數且不發(fā)出警告。
這些規(guī)則的結果也可能泄漏到對象層次結構中。例如,如果基類因某種原因無法擁有可從派生類調用的默認構造函數 - 也就是說,一個不采用任何參數的 public 或 protected 構造函數 - 那么從基類派生的類將無法自動生成它自己的默認構造函數。
這些規(guī)則可能會使本應直接的內容、用戶定義類型和常見 C++ 慣例的實現變得復雜 — 例如,通過以私有方式復制構造函數和復制賦值運算符,而不定義它們,使用戶定義類型不可復制。
struct noncopyable { noncopyable() {}; private: noncopyable(const noncopyable&); noncopyable& operator=(const noncopyable&); };
在 C++11 之前,此代碼段是不可復制的類型的慣例形式。但是,它具有幾個問題:
復制構造函數必須以私有方式進行聲明以隱藏它,但因為它進行了完全聲明,所以會阻止自動生成默認構造函數。如果你需要默認構造函數,則必須顯式定義一個(即使它不執(zhí)行任何操作)。
即使顯式定義的默認構造函數不執(zhí)行任何操作,編譯器也會將它視為重要內容。其效率低于自動生成的默認構造函數,并且會阻止 noncopyable 成為真正的 POD 類型。
盡管復制構造函數和復制賦值運算符在外部代碼中是隱藏的,但成員函數和 noncopyable 的友元仍可以看見并調用它們。如果它們進行了聲明但是未定義,則調用它們會導致鏈接器錯誤。
雖然這是廣為接受的慣例,但是除非你了解用于自動生成特殊成員函數的所有規(guī)則,否則意圖不明確。
在 C++11 中,不可復制的習語可通過更直接的方法實現。
struct noncopyable { noncopyable() =default; noncopyable(const noncopyable&) =delete; noncopyable& operator=(const noncopyable&) =delete; };
請注意如何解決與 C++11 之前的慣例有關的問題:
仍可通過聲明復制構造函數來阻止生成默認構造函數,但可通過將其顯式設置為默認值進行恢復。
顯式設置的默認特殊成員函數仍被視為不重要的,因此性能不會下降,并且不會阻止 noncopyable 成為真正的 POD 類型。
復制構造函數和復制賦值運算符是公共的,但是已刪除。定義或調用已刪除函數是編譯時錯誤。
對于了解 =default 和 =delete 的人來說,意圖是非常清楚的。你不必了解用于自動生成特殊成員函數的規(guī)則。
對于創(chuàng)建不可移動、只能動態(tài)分配或無法動態(tài)分配的用戶定義類型,存在類似慣例。所有這些慣例都具有 C++11 之前的實現,這些實現會遭受類似問題,并且可在 C++11 中通過按照默認和已刪除特殊成員函數實現它們,以類似方式進行解決。
顯式默認設置的函數
可以默認設置任何特殊成員函數 — 以顯式聲明特殊成員函數使用默認實現、定義具有非公共訪問限定符的特殊成員函數或恢復其他情況下被阻止其自動生成的特殊成員函數。
可通過如此示例所示進行聲明來默認設置特殊成員函數:
struct widget { widget()=default; inline widget& operator=(const widget&); }; inline widget& widget::operator=(const widget&) =default;
請注意,只要特殊成員函數可內聯,便可以在類主體外部默認設置它。
由于普通特殊成員函數的性能優(yōu)勢,因此我們建議你在需要默認行為時首選自動生成的特殊成員函數而不是空函數體。你可以通過顯式默認設置特殊成員函數,或通過不聲明它(也不聲明其他會阻止它自動生成的特殊成員函數),來實現此目的。
注意
Visual Studio 不支持默認的移動構造函數或移動賦值運算符作為 C++11 標準授權。有關詳細信息,請參閱 支持 C++11/14/17 功能(現代 C++)中的“默認函數和已刪除的函數”一節(jié)。
已刪除的函數
可以刪除特殊成員函數以及普通成員函數和非成員函數,以阻止定義或調用它們。通過刪除特殊成員函數,可以更簡潔地阻止編譯器生成不需要的特殊成員函數。必須在聲明函數時將其刪除;不能在這之后通過聲明一個函數然后不再使用的方式來將其刪除。
struct widget { // deleted operator new prevents widget from being dynamically allocated. void* operator new(std::size_t) = delete; };
刪除普通成員函數或非成員函數可阻止有問題的類型提升導致調用意外函數。這可發(fā)揮作用的原因是,已刪除的函數仍參與重載決策,并提供比提升類型之后可能調用的函數更好的匹配。函數調用將解析為更具體的但可刪除的函數,并會導致編譯器錯誤。
// deleted overload prevents call through type promotion of float to double from succeeding. void call_with_true_double_only(float) =delete; void call_with_true_double_only(double param) { return; }
請注意,在前面的示例中,使用 call_with_true_double_only 參數調用 float 將導致編譯器錯誤,但使用 call_with_true_double_only 參數調用 int 不會導致編譯器錯誤;在 int 示例中,此參數將從 int 提升到 double,并成功調用函數的 double 版本,即使這可能并不是預期目的。若要確保使用非雙精度參數對此函數進行的任何調用均會導致編譯器錯誤,您可以聲明已刪除的函數的模板版本。
template < typename T > void call_with_true_double_only(T) =delete; //prevent call through type promotion of any T to double from succeeding. void call_with_true_double_only(double param) { return; } // also define for const double, double&, etc. as needed.
相關文章
在Centos7中使用vscode和gdb調試PG插件的方法
這篇文章主要介紹了在Centos7中使用vscode和gdb調試PG插件,本文給大家介紹的非常詳細,對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值,需要的朋友可以參考下2022-09-09簡述C語言中system()函數與vfork()函數的使用方法
這篇文章主要介紹了簡述C語言中system()函數與vfork()函數的使用方法,是C語言入門學習中的基礎知識,需要的朋友可以參考下2015-08-08