聊聊 C++ 中幾類特殊成員函數

2022 年 7 月 12 日
筆記
C++

一：背景

在 C# 中要說類默認給我們定義的特殊成員函數，莫過於 構造函數，但在 C++ 中這樣的特殊函數高達 6 種，有必要整合一下聊一聊。

二：特殊成員函數

1. 默認構造函數

和 C# 一樣，很多書中都說，如果用戶沒有定義 構造函數，那麼編譯器會給我們定義一個，參考下面的例子：


class Person {

public:
	string name;
	int age;
};

int main()
{
	Person person;
}

接下來觀察下彙編代碼，看下有沒有調用 默認構造函數 .


	Person person;
003E32EF  lea         ecx,[person]  
003E32F2  call        Person::Person (03E15EBh)

對於 C# 學習者來說有點懵哈，定義了就相當於new了，哈哈，這是因為 C++ 默認都是值類型哈，不過這裡有必要澄清一下，並不一定所有情況都會調用 默認構造函數，因為 C++ 的彙編生成由各自編譯器來決定，如果 編譯器 覺得沒必要調用 構造函數 那它就會把這一步省掉來加速性能，那什麼時候不會調呢？參考如下代碼。


class Person {

public:
	void show() {
		printf("show!");
	}
};

int main()
{
	Person person;
	person.show();
}

接下來看下彙編代碼。


	person.show();
00E73F4F  lea         ecx,[person]  
00E73F52  call        Person::show (0E713B6h)

可以清楚的看到，這種情況下調用 構造函數 其實沒有必要，所以編譯器就乾脆省略了。

2. 析構函數

在 C# 中 析構函數 是由 CLR 負責管理，在 C++ 中沒有託管這個概念，所以默認只能是結束作用域之前，自動調用 析構函數 釋放，參考如下圖：

3. 賦值構造函數

剛才也說到了，在 C++ 中甭管是 class 還是 struct 默認都是值類型，既然是值類型就存在stack copy 的情況，在 C# 中也是因為重寫了 Equals 和 GetHashCode 來實現的值copy，接下來簡單看下代碼：


class Person {

public:
	string name;
	int age;
};

int main()
{
	Person p1 = { "jack",20 };
	Person p2(p1);
}

再看下 Person p2(p1) 的彙編代碼。


	Person p2(p1);
000F80A2  lea         eax,[p1]  
000F80A5  push        eax  
000F80A6  lea         ecx,[p2]  
000F80A9  call        Person::Person (0F15C3h)

從彙編中可以看到調用了 Person::Person (0F15C3h) 函數，請注意，這個不是 構造函數，而是 賦值構造函數 ，可以調試下去看看哦。。。截圖如下：

值得說一下的是，C++ 默認提供的 賦值構造函數 是淺copy，如果要實現深 copy 的話，或者有一些自定義的邏輯，建議自己實現一下。


class Person {

public:
	string name;
	int age;

public:
	Person(string name, int age) :name(name), age(age) {}
	Person(const Person& p) {
		name = p.name;
		age = p.age;
	}
};

int main()
{
	Person p1 = { "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa",20 };
	Person p2(p1);
}

4. 賦值運算符

在 C# 中 值類型 , 匿名類型, Record 都是重寫過 Equals 及 = 運算符，所以可以在這些類型上用 =, 其實在 C++ 中也可以在 class 之間進行賦值，因為編譯器會幫我們重寫運算符 = ，如何看出來呢？先看下代碼：


class Person {

public:
	string name;
	int age;

public:
	Person(string name, int age) :name(name), age(age) {}
	Person(const Person& p) {
		name = p.name;
		age = p.age;
	}
};

int main()
{
	Person p1 = { "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa",20 };
	Person p2 = { "bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb",22 };

	p2 = p1;
}

最後一句的 p2 = p1 之所以能成功是因為 = 被重寫了，參考彙編代碼。


	p2 = p1;
00FD967C  lea         eax,[p1]  
00FD967F  push        eax  
00FD9680  lea         ecx,[p2]  
00FD9683  call        Person::operator= (0FD161Dh)

如果需要自定義，可以自己重寫。


class Person {

public:
	string name;
	int age;

public:
	Person(string name, int age) :name(name), age(age) {}
	Person(const Person& p) {
		name = p.name;
		age = p.age;
	}
	Person& operator = (const Person& p) {
		name = p.name;
		age = p.age;
		return *this;
	}
};

int main()
{
	Person p1 = { "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa",20 };
	Person p2 = { "bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb",22 };

	p2 = p1;
}

在 C++ 11 中還有特殊的 移動構造函數 和 移動賦值構造函數, 這個還需要理解左值和右值引用，篇幅有限，放到後面和大家聊了哈。

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