C++ 类的六个特殊成员函数

简述: 分析 C++ Class 的六个特殊成员函数 ^wiki ，并且手动实现一番；

默认构造函数
析构函数
复制构造函数
复制赋值运算符
移动构造函数
移动赋值运算符

[TOC]

本文初发于 “偕臧的小站“，同步转载于此。

原理

特殊成员函数是类（或结构）成员函数，在某些情况下，编译器会自动为你生成。

default constructor: 通常没有参数，但可以具有带默认值的参数。
destructor: 销毁对象的前一刻执行清理
copy constructor: 对新建的的对象进行初始化，形参是 const T&
copy assignment constructor: 对已有的对象进行赋值，形参是 const T&
move constructor: 对新建的的对象进行初始化，形参是 T &&
move assignment constructor: 对已有的对象进行赋值，形参是 T &&

move 的函数相对于 copy 的函数没有 const
copy 是属完整的再复制拷贝一份；move 是对将亡的右值进行指针互换、节省空间提升效率
”复制 / 移动构造函数“ 属于新建对象，无需判断两者是否相等；”复制 / 移动赋值运算符“ 属于已有的对象进行赋值，赋值时需要先判断两者是否相等。
若有深拷贝时，”复制 / 移动赋值运算符“ 除了判断相等、数值是否有效；在拷贝字节前，还要先释放旧资源
只有当类存储了需要释放的系统资源的句柄，或拥有其指向的内存的指针时，你才需要定义自定义 ”析构函数“
三五法则 ^{cppreference.com}

代码

　　💻 win10 22H2 📎 Visual Studio 2019 📎 C++17 见 SpecialMembers.h

/*******************************************************************
 * Copyright (c) 2022~2023 XMuli  All rights reserved.
 * Description: C++ 类的六个特殊成员函数
 ******************************************************************/
#pragma once
#include <iostream>
#include <utility>
using namespace std;

class A
{
public:
    A() : m_ptr(nullptr) {
        std::cout << "default constructor" << endl;
    }

    A(const char* s) : m_ptr(nullptr) {
        std::cout << "no-default-val constructor" << endl;
        if (s) {
            auto n = std::strlen(s) + 1;
            m_ptr = new char[n];
            std::memcpy(m_ptr, s, n);
        }
    }

    A(const A& other)
        : m_ptr(nullptr) {
        std::cout << "copy constructor" << endl;
        if (other.m_ptr) {
            auto n = std::strlen(other.m_ptr) + 1;
            m_ptr = new char[n];
            std::memcpy(m_ptr, other.m_ptr, n);
        }
    }

    A& operator = (const A& other) {
        std::cout << "copy assignment constructor" << endl;
        if (this != &other) {
            delete[] m_ptr;  // Free the existing resource.  重点 !!!

            if (other.m_ptr != nullptr) {
                auto n = std::strlen(other.m_ptr) + 1;
                m_ptr = new char[n];
                std::memcpy(m_ptr, other.m_ptr, n);
            }
        }

        return *this;
    }

    A(A&& other) noexcept    // 行参无 const
        : m_ptr(nullptr) {
        std::cout << "move constructor" << endl;
        if (other.m_ptr)
            m_ptr = std::move(other.m_ptr);

        other.m_ptr = nullptr;
    }

    A& operator=(A&& other) noexcept {  // 行参无 const
        std::cout << "move assignment constructor" << endl;
        if (this != &other) {
            delete[] m_ptr;  // Free the existing resource.

            if (other.m_ptr)
                m_ptr = std::move(other.m_ptr);

            other.m_ptr = nullptr;
        }

        return *this;
    }

    ~A() {
        std::cout << "destructor" << endl;
        if (m_ptr)
            delete[] m_ptr;
    }

private:
    char* m_ptr;
};

A fn() {
    A t("A fun()");
    return t;
}

int main()
{
    A a1("a1");                // default constructor
    A a2(a1);                  // copy constructor
    A a3 = a1;                 // copy constructor
    a1 = a3;                   // copy assignment constructor

    std::cout << "----------------------------\n\n";

    //fn();                    // function returning a A object
    A a5 = std::move(a1);      // move constructor
    A a6;                      // default constructor
    a6 = std::move(a1);        // move assignment constructor
    std::cout << "Hello World!\n";

    return 0;
}

/*************************** 运行结果 *******************************
* no-default-val constructor
copy constructor
copy constructor
copy assignment constructor
----------------------------

move constructor
default constructor
move assignment constructor
Hello World!
destructor
destructor
destructor
destructor
destructor
 ******************************************************************/

拷贝构造函数是 A a2(a1); 形式，还可以是 A a3 = a1; 这种形式。关键看是新创建对象还是已有的对象赋值。move 的函数赋值，借助 std::move() 将左值转换为右值。

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