《Effective C++》第2章构造/析构/赋值运算（1）-读书笔记

2023-01-28 09:27:00

章节回顾：

《Effective C++》第1章让自己习惯C++-读书笔记

《Effective C++》第2章构造/析构/赋值运算（1）-读书笔记

《Effective C++》第2章构造/析构/赋值运算（2）-读书笔记

《Effective C++》第3章资源管理（1）-读书笔记

《Effective C++》第3章资源管理（2）-读书笔记

《Effective C++》第4章设计与声明（1）-读书笔记

《Effective C++》第4章设计与声明（2）-读书笔记

《Effective C++》第5章实现-读书笔记

《Effective C++》第8章定制new和delete-读书笔记

条款05：了解C++默默编写并调用哪些函数

当C++处理过一个空类后，编译器就会为其声明（编译器版本的）：一个拷贝构造函数、一个拷贝赋值运算符和一个析构函数。如果你没有声明任何构造函数，编译器还会声明一个默认构造函数。所有这些函数都被声明为public且inline的。

例如：class Empty{};本质上是：

class Empty {

public:

    Empty() { ... }                    // default constructor

    Empty(const Empty& rhs) { ... } // copy constructor

    ~Empty() { ... }                // destructor

    Empty& operator=(const Empty& rhs) { ... } // copy assignment operator

};

说明：

（1）只有当这些函数被调用时，才会被编译器创建出来。

（2）默认构造函数和析构函数的作用例如，调用base classes和non-static成员变量的构造函数和析构函数。

（3）编译器产生的析构函数是non-virtual的，除非这个class的base class自身声明有virtual析构函数。

下面举个例子，说明编译器拒绝为class生出operator=。

template<class T>

class NamedObject

{

public:

    NamedObject(std::string& name, const T& value);

private:

    std::string& nameValue; // this is now a reference

    const T objectValue; // this is now const

}

std::string newDog("Persephone");

std::string oldDog("Satch");

NamedObject<int> p(newDog, );

NamedObject<int> s(oldDog, );

p = s;

C++并不允许“让reference改指向不同对象”，所以拒绝编译赋值那一行代码，同样道理更改变const值也是非法的。如果某个base class将拷贝赋值操作符声明为private，编译器也拒绝为其derived class生出一个拷贝赋值操作符。因为编译器为derived class生成的拷贝赋值操作符想象可以处理base class成分，这是不能做到的。

条款06：若不想使用编译器自动生成的函数，就该明确拒绝

所有编译器产生的函数都是public的，所以为了阻止拷贝构造函数和拷贝赋值运算符产生，需要自行声明。下面提供两种方法来阻止copying。

（1）将成员函数声明为private而且故意不去定义，这样可以阻止拷贝。例如：iostream库中的copy构造函数和copy assignment被声明为private。

class HomeForSale {

public:

    ...

private:

    ...

    HomeForSale(const HomeForSale&);            // declarations only

    HomeForSale& operator=(const HomeForSale&);

};

说明：当客户企图拷贝对象时，编译器会阻拦他。当成员函数或friend函数拷贝对象时，连接器会阻拦它。

（2）将连接器错误移至编译器是可能的，而且是好事，越早侦测出问题越好。只要将copy构造函数和copy assignment操作符声明为private，且存在于专门为了阻止copying动作而设计的base class内。

class Uncopyable

{

protected:                                            // allow construction

    Uncopyable() {}                                    // and destruction of

    ~Uncopyable() {}                                // derived objects...

private:

    Uncopyable(const Uncopyable&);                    // ...but prevent copying

    Uncopyable& operator=(const Uncopyable&);

};

然后让类继承Uncopyable，这样任何人包括成员函数或friend函数尝试拷贝对象时，编译器便试着生成一个copy构造函数和一个copy assignment操作符，这些函数的编译器生成版本会尝试调用其base class的对应版本，那些调用会被编译器拒绝。

注意：Uncopyable不一定得以public继承它。

请记住：为驳回编译器自动提供的机能，可将相应的成员函数声明为private并且不予实现。使用像Uncopyable这样的base class也是一种做法。

条款07：为多态基类声明virtual析构函数

C++明确指出，当derived class对象经由一个base class指针被删除，而该base class带着一个non-virtual析构函数，其结果未定义，实际执行时通常发生的是对象的derived成分没被销毁。

说明：

（1）任何class只要带有virtual函数都几乎确定应该也有一个virtual析构函数。

（2）如果class不含析构函数，通常表示它并不意图被用做一个base class。当class不企图被当作base class，令其析构函数为virtual往往是个馊主意。举例说明：

class Point // a 2D point

{

public:

    Point(int xCoord, int yCoord);

    ~Point();

private:

    int x, y;

};

如果int占32bit，那么point对象可被放入64bit缓存中。然而当point的析构函数为virtual时：

要实现出virtual函数，对象必须携带某些信息，用于在运行期决定哪一个virtual函数该被调用。这份信息通常由vptr(virtual table pointer)指针指出。vptr指向一个由函数指针构成的数组，称为vtbl(virtual table)。每一个带有virtual函数的class都有一个相应的vtbl。当对象调用某一virtual函数，实际被调用的函数取决于该对象的vptr所指的那个vtbl，编译器在其中寻找适当的函数指针。

如果Point class内含virtual函数，对象的体积会增加。两个int再加上vptr指针的大小。对象不能再被放入64bit缓存器，而且C++的Point对象也不再和其他语言（如C）内的相同声明有着一样的结构，因为其他语言的对象没有vptr，因此也就不能把它传递至其他语言写的函数。除非你明确补偿vptr，但那也丧失了可移植性。

注意：标准库string，STL容器等的析构函数均为non-virtual，所以你不能继承它们，否则可能会出现未定义行为。

令class带一个pure virtual析构函数也是很好的。假设你需要个pure class，但手头没有pure virtual函数。由于抽象class总是企图被当作base class，而又由于base class应该有个virtual析构函数。

class AWOV

{

public:

    virtual ~AWOV() = ;

};

AWOV::~AWOV()

{

}

你必须为这个pure virtual析构函数提供一份定义：编译器会在AWOV的derived class的析构函数中创建一个对~AWOV()的调用动作，所以如果你不定义，连接器会报错。

请记住：

（1）并非所有的base class的设计目的都是为了多态用途。而带多态用途的base class应该声明一个virtual 析构函数。如果class带有任何virtual函数，它就应该拥有一个virtual 析构函数。

（2）class的设计目的如果不是作为base class使用，或不是为了具备多态性，就不该声明virtual析构函数。

条款08：别让异常逃离析构函数

C++并不禁止析构函数吐出异常，但它不鼓励你这样做。考虑下面一个例子：

class DBConnection

{

public:

    static DBConnection create();

    void close();

};

class DBConn

{

public:

    ~DBConn()

    {

        db.close();

    }

private:

    DBConnection db;

};

它允许客户像这样编程，而不会忘记调用close函数，关闭数据库连接。

{

    DBConn dbc(DBConnection::create());

...

}

只要能成功地调用close就好了，如果调用导致一个异常，DBConn的析构函数就会传播该异常，即允许它离开析构函数。有两个方法可以避免：

（1）如果close抛出异常就结束程序。通常通过abort完成：

DBConn::~DBConn()

{

    try { db.close(); }

    catch (...)

    {

        std::abort();

    }

}

如果程序遭遇一个于析构函数间发生的错误后无法继续执行，强迫结束程序是个合理选项。因为它可以阻止异常从析构函数传播出去（那会导致未定义行为），即abort可以抢先制“不明确”行为于死地。

（2）吞下因调用close而发生的异常

DBConn::~DBConn()

{

    try { db.close(); }

    catch (...)

    {

        //制作运转记录，记下对close的调用失败

    }

}

尽管吞掉异常是个坏主意，有时也比草率结束程序或不明确行为带来的风险好。

这两个办法都无法对导致close抛出异常的情况作出反应。一个较佳的策略是重新设计DBConn接口，提供一个close函数，如果客户没有主动调用close函数，就由析构函数调用。

class DBConn

{

public:

    ~DBConn()

    {

        if (!closed)

        {

            try

            {

                db.close();

            }

            catch (...)

            {

                //制作运转记录，记下对close的调用失败

            }

        }

    }

    void close()

    {

        db.close();

        closed = true;

    }

private:

    DBConnection db;

    bool closed;

};

把调用close的责任从DBConn析构函数转移到客户手上同时DBConn析构函数内含一层双保险。如果某个操作可能在失败时抛出异常，而又存在某种需要必须处理该异常，那这个异常必须来自析构函数以外的某个函数。因为析构函数吐出异常是危险的，总会带来“过早结束程序”或“发生不明确行为”的风险。

请记住：

（1）析构函数绝对不要吐出异常。如果一个被析构函数调用的函数可能抛出异常，析构函数应该捕捉任何异常，然后吞掉它们（不传播）或结束程序。

（2）如果客户需要对某个操作函数运行期间抛出的异常做出反应，那么class应该提供一个普通函数（而非在析构函数中）执行该操作。

码农公寓

相关文章