【C++】深度探索C++对象模型读书笔记--构造函数语义学（The Semantics of constructors）（一）

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Default Constructor的构造操作

　　对于class X，如果没有任何user-declared constructor， 那么会有一个default constructor被隐式（implicit）声明出来，一个被隐式声明出来的default constructor将是一个trivial consructor......

　　下面讨论nontrivial default constructor的4种情况。

　　1.带有Default Constructor的Member Class Object

　　　　如果一个class没有任何constructor，但它内含有一个member object，而后者有default constructor，那么这个class的implicit default constructor就是“nontrivial”，编译器需要为该class合成出一个default constructor。不过这个合成操作只有在constructor真正被调用时才会发生。

　　　　　如果有多个class member objects都要求contructor初始化操作。C++语言要求以“member objects在class中的声明顺序“来调用各个constructors。这一点由编译器完成，它为每个constructor安插程序代码，以”member声明顺序“调用每一个member所关联的default constructors。这些代码将被安插在explicit user code之前。举个例子，假设我们有以下三个classes：

class Dopey {public: Dopey();...};
class Sneezy {public: Sneezy(int); Sneezy();...};
class Bashful {public: Bashful();...};

以及一个class Snow_White：
class Snow_White {
public:
    Dopey dopey; 
    Sneezy sneezy;
    Bashful bashful;

private:
    int mumble;
};

　　如果Snow_White没有定义default constructor，就会有一个nontrivial constructor被合成出来，依序调用Dopey、Sneezy、Bashful的default constructors。然而如果Snow_White定义了下面这样的default constructor：

//程序员所写的default constructor
Snow_White::Snow_White(): sneezy(1024)
{
    mumble = 2048;
}

　　它将会被扩张为：

//编译器扩张后的default constructor
Snow_White::Snow_White():sneezy(1024)
{
    //插入member class object
    //调用其constructor
    dopey.Dopey::Dopey();
    sneezy.Sneezy::Sneezy(1024);
    bashful.Bashful::Bashful();

    //expilict user code
    mumble = 2048;
}

　　2."带有Default Constructor“的Base Class

　　　　类似的道理，如果没有任何constructors的class派生自一个”带有default constructor“的base class，那么这个derived class的default constructor会被视为nontrivial，并因此需要被合成出来。它将调用上一层base classes的default constructor（如果是多继承，根据他们声明的顺序）。对一个后继的class而言，这个合成的constctor和一个”被显式提供的default constructor“没有什么差异。

　　　　如果设计者提供多个constructors，但其中都没有default constructor呢？编译器会扩张现有的每一个constructors，将“用以调用所有必要之default constructors”的程序代码加进去。它不会合成一个新的default constructor，因为其他“由user所提供的constructors”存在的缘故。如果同时亦存在着“带有default constructor”的member class objects，那些default constructor也会被调用--在所有base class constructor之后。

　　3.“带有一个virtual Function”Class

　　　　另有两种情况，也需要合成出default constructor：

　　　　1. class声明（或继承）一个virtual function　　

　　　　2. class继承自一个继承串链，其中有一个或多个的virtual base classes。

　　　　假设类中还有虚函数，编译期间会发生两步扩张活动：

　　　　1. 一个virtual function table（在cfont中被称为vtbl）会被编译出来，内放class的virtual functions地址。

　　　　2. 在每个class object中，一个额外的pointer member（也就是vptr）会被编译器合成出来，内含相关之class vtbl的地址。

　　　　对于那些未声明任何constructors的classes，编译器会为它们合成一个default constructor，以便正确地初始化每一个class object的vptr

　　4.“带有一个virtual Base Class”的Class

　　总结：有4种情况，会造成“编译器必须为未声明constructor 的classes合成default constructor”。它们分别是：

　　　　“带有Default Constructor”的Member Class Object

　　　　“带有Default Constructor”的Base Class

　　　　“带有一个Virtual Function”的Class　　　　　

　　　　“带有一个Virtual Base Class”的Class

　　　　C++Standard把那些合成物称为implicit nontrivial default constructors。被合成出来的constructos只能满足编译器（而非程序）的要求。它之所以完成任务，是借着“调用member object或base object的default constructor”或是“为每一个object初始化其virtual function机制或virtual base class机制”而完成的。至于没有存在那4种情况而又没有声明任何constructor的classes，我们说它们拥有的是implicit trivial default constructors，它们实际上并不会被合成出来。

　　　　在合成default constructor中，只有base class constructor和member class objects会被初始化。所有其他的nonstatic data member（如整数，整数指针、整数数组等等）都不会被初始化。这些初始化操作对程序而言或许有需要，但对编译器则非必要。如果一程序需要一个“把某指针设为0”的default constructor，那么提供它的人应该是程序员。

　　　　C++新手一般有两个常见的误解：

　　　　1. 任何class如果没有定义default constructor，就会被合成出一个来。

　　　　2.编译器合成出来的default constructor会显式设定“class内每一个data member的默认值”　　

　　　　如你所见没一个是真的。

【C++】深度探索C++对象模型读书笔记--构造函数语义学（The Semantics of constructors）（一）

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