Effective C++(二)构造/析构/赋值运算

1. 条款05：了解C++默默编写并调用哪些函数

   • 请记住：编译器可以暗自为class创建default构造函数、copy构造函数、copy assignment操作符，以及析构函数。所有这些函数都是public且inline。
   • 唯有当这些函数被需要（被调用），它们才会被编译器创建出来。default构造函数和析构函数主要是给编译器一个地方用来放置“藏身幕后”的代码，像是调用base classes和non-static成员变量的构造函数和析构函数。注意，编译器产生的析构函数是个non-vitual，除非这个class的base class自身声明有virtual析构函数。
   • 至于copy构造函数和copy assignment操作符，编译器创建的版本只是单纯地将来源对象的每一个non-static成员变量拷贝到目标对象。
   • 只要声明了一个构造函数，编译器就不再为它创建default构造函数。
   • 如果你打算在一个“内涵reference成员”的class内支持赋值操作，你必须自己定义copy assignment操作符。面对“内含const成员”的classed，编译器的反应也一样。
   • 如果某个base classes将copy assignment操作符声明为private，编译器将拒绝为其derived classed生成一个copy assignment操作符。

2. 条款06：若不想使用编译器自动生成的函数，就该明确拒绝

   • 请记住：为驳回编译器自动提供的功能，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 classed也是一种做法。
   • 所有编译器产生的函数都是public。如果你不想使用copy构造函数或copy assignment操作符，你可以将copy构造函数或copy assignment操作符声明为private。借由明确声明一个成员函数，你阻止了编译器创建其专属版本；而令其为private，使你成功阻止人们调用它。但是因为member函数和friend还是可以调用private函数。你可以不去定义它们，那么如果某些人不慎调用任何一个，会获得一个连接错误（linkage error）。
   • 将连接错误移至编译器是可能的，可以继承一个专门为了阻止copying动作而设计的base class:

     class Uncopyable{
     protected:
     Uncopyable(){}
     ~Uncopyable(){}
     private:
     Uncopyable(const Uncopyable &);
     Uncopyable & operator=(const Uncopyable &);
     };
     

     继承Uncopyable，编译器尝试着生成一个copy构造函数和copy assignment操作符，而正如条款12所说，这些函数的“编译器生成版”会尝试调用其base class的对应兄弟，那么调用会被编译器拒绝。

3. 条款07：为多态基类声明virtual析构函数

   • 请记住：
     • polymorphic(带多态性质)的base classed应该声明一个virtual析构函数。如果class带有virtual函数，它就应该拥有一个virtual析构函数
     • Classes的设计目的如果不是作为base classe使用，或不是为了具备多态性质，就不该声明virtual析构函数
   • 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，其结果过未有定义——实际执行时通常发生的是对象的derived成分没被销毁。于是造成了诡异的“局部销毁”对象。这会可形成资源泄露，败坏之数据结构。解决办法是给base class一个virtual析构函数。
   • 当class不企图被当做base class，令其析构函数为virtual不好。欲实现virtual函数，对象必须携带某些信息，主要用来在运行期间决定哪一个virtual函数该被调用。这份信息由包含一个所谓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）。所以，只有当class内含至少virtual函数，才为它声明virtual析构函数。
   • 标准string不含任何virtual函数，有些程序员会错误地把它当做base class
   • 相同的分析适用于任何不带virtual析构函数的class，包括所有STL容器如vector,list,set,tr1::unordered_map
   • 有时候令class带一个pure virtual析构函数，可能颇为便利。pure virtual函数可能导致abstract classed——不能被实体化。然而，你必须为这个pure virtual析构函数提供一份定义。
   • 并非所有的base classes的设计目的都是为了多态用途。

4. 条款08：别让异常逃离析构函数

   • 请记住：
     • 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，然后吞下它们（不传播）或结束程序。
     • 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。
   • 如果析构函数抛出异常，那么有两个办法可以避免这个问题：
     • 如果close抛出异常就结束程序，通常通过调用abort完成。abort可以抢先制“不明确行为”于死地。
     • 吞下调用close而发生的异常
   • 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，那么这个异常必须来自析构函数以外的某个函数

5. 条款09：绝不在构造和析构过程中调用virtual函数

   • 请记住：在构造和析构期间不要调用virtual函数，因为这类调用从不下降至derived class（比起当前执行构造函数和析构函数那层）
   • 在base class构造期间，virtual函数不是virtual函数。在derived class对象的base class构造期间，对象的类型是base class而不是derived class。不只virtual函数会被编译器解析至base class，若使用运行期间类型信息（如dynamic_cast和typeid），也会把对象视为base class类型。对象在derived class构造函数开始执行前不会成为一个derived class对象
   • 一旦derived class析构函数开始执行，对象内的derived class成员变量便呈现未定义值，所以C++视它们仿佛不再存在。进入base class析构函数后对象就成为一个base class对象
   • 确定你的构造函数和析构函数都没有调用virtual函数，而它们调用的所有函数也都服从同一约束。
   • 一种做法是在class Transaction内将logTransaction函数改为non-virtual，然后要求derived class构造函数传递必要信息给Transaction构造函数，而后那个构造函数便可安全的调用non-virtual logTransaction。
   • 由于你无法使用virtual函数从base classes向下调用，在构造期间，你可以借由“令derived classes将必要的构造信息向上传递至base class构造函数”替换之而加以弥补。
   • 利用辅助函数创建一个值传给base class构造函数往往比较方便。令此函数为static，也就不可能意外指向“初期成熟之BuyTransaction”对象内尚未初始化的成员变量。所以，“在base class构造和析构期间调用的virtual函数不可下降至derived classes”

6. 条款10：令operator=返回一个reference to *this

   • 请记住：令赋值操作符返回一个reference to *this
   • 然后这份协议被所有内置类型和标准程序库提供的类型如string, vector, complex, tr1::shared_ptr或即将提供的类型共同蹲守

7. 条款11：在operator=处理“自我赋值”

   • 请记住：
     • 确保当对象自我赋值时operator=有良好行为。其中技术包括比较“来源对象”和“目标对象”的地址、精心周到的语句顺序、以及copy-and-swap
     • 确定任何函数如果操作一个以上的对象，而其中多个对象是同一对象时，其行为仍然正确
   • “证同测试”以达到“自我赋值”的检验目的：

     Widget & Widget::operator=(const Widget & rhs)
     {
     if( this == &rhs)   return *this;
     delete pb;
     pb = new Bitmap(*rhs.pb);
     return *this;
     }
     

   • 注意在复制pb所指东西之前别删除pb：

     Widget & Widget::operator=(const Widget & rhs)
     {
     Bitmap * pOrig = pb;
     pb = new Bitmap(*rhs.pb);
     delete pOrig;
     return *this;
     }
     

   • 使用copy and swap技术

     class Widget{
     void swap(Widget &rhs);
     };
     Widget & Widget::operator=(const Widget & rhs)
     {
     Widget temp(rhs);
     swap(temp);
     return *this;
     }
     

     (1)某class的copy assignment操作符可能被声明为“以by value方式接受实参”；（2）以by value方式传递东西会造成一份复件/副本

     Widget & Widget::operator=(Widget rhs)
     {
     swap(rhs);
     return *this;
     }
     

     将"copying动作"从函数本体内移至“函数参数构造阶段”却可编译器有时生成更高效的代码

8. 条款12：复制对象时勿忘其每一个成分

   • 请记住：
     • Copying函数应该确保复制“对象内的所有成员变量”及“所有base class成分”
     • 不要尝试以某个copying函数实现另一个copying函数。应该将共同机能放进第三个函数中，并由两个copying函数共同调用。
   • 为derived class撰写copying函数，必须很小心地复制器base class成本。你应该让derived class的copying函数调用相应的base class函数
   • 当你编写一个copying函数，请确保：（1）复制所有local成员变量；（2）调用所有base classes内的适当copying函数
   • 你不该令copy assignment操作符调用copy构造函数
   • 构造函数用来初始化新对象，而assignment操作符只施行于已初始化对象身上。
   • 如果你发现你的copy assignment操作符和copy构造函数有相近的代码，消除重复代码的做法是：建立一个新的成员函数给两者调用。这样的函数往往是private而且常被命名为init。