复制构造函数
类 T
的复制构造函数是首个形参是 T&、const T&、volatile T& 或 const volatile T&,而且要么没有其他形参,要么剩余形参均有默认值的非模板构造函数。
语法
类名 ( const 类名 & )
|
(1) | ||||||||
类名 ( const 类名 & ) = default;
|
(2) | (C++11 起) | |||||||
类名 ( const 类名 & ) = delete;
|
(3) | (C++11 起) | |||||||
其中 类名 必须指名当前类(或类模板的当前实例化),或在命名空间作用域或友元声明中声明时,必须是有限定的类名。
解释
复制构造函数会在对象从同类型的另一对象(以直接初始化或复制初始化)初始化时调用(除非重载决议选择了更好的匹配或其调用被消除),情况包括:
- 初始化:T a = b; 或 T a(b);,其中 b 的类型是
T
; - 函数实参传递:f(a);,其中
a
的类型是T
而f
是 void f(T t); - 函数返回:在像 T f() 这样的函数内部的 return a;,其中
a
的类型是T
且它没有移动构造函数。
隐式声明的复制构造函数
如果没有向类类型(struct、class 或 union)提供任何用户定义的复制构造函数,那么编译器总是会声明一个复制构造函数作为这个类的非 explicit 的 inline public
成员。如果满足下列所有条件,那么这个隐式声明的复制构造函数拥有形式 T::T(const T&):
-
T
的每个直接基类和虚基类B
均拥有形参为 const B& 或 const volatile B& 的复制构造函数; -
T
的每个类类型或类类型数组的非静态数据成员M
均拥有形参为 const M& 或 const volatile M& 的复制构造函数。
否则,隐式声明的复制构造函数是 T::T(T&)。(注意因为这些规则,隐式声明的复制构造函数不能绑定到 volatile 左值实参)。
类可以拥有多个复制构造函数,如 T::T(const T&) 和 T::T(T&)。
当存在用户定义的复制构造函数时,用户仍可以使用关键词 |
(C++11 起) |
隐式声明(或在它的首个声明被预置)的复制构造函数具有动态异常说明 (C++17 前) noexcept 说明 (C++17 起)中所描述的异常说明。
弃置的隐式声明的复制构造函数
如果满足下列任一条件,那么不定义类 |
(C++11 前) |
如果满足下列任一条件,那么类 |
(C++11 起) |
-
T
拥有无法复制的非静态数据成员(拥有被弃置、不可访问或有歧义的复制构造函数); -
T
拥有无法复制的直接或虚基类(拥有被弃置、不可访问或有歧义的复制构造函数); -
T
拥有带被弃置或不可访问的析构函数的直接或虚基类;
(C++11 起) |
平凡的复制构造函数
如果满足下列所有条件,那么类 T
的复制构造函数是平凡的:
- 它不是用户提供的(即它是隐式定义或预置的);
-
T
没有虚成员函数; -
T
没有虚基类; - 为
T
的每个直接基类选择的复制构造函数都是平凡的; - 为
T
的每个类类型(或类类型数组)的非静态成员选择的复制构造函数都是平凡的;
非联合类的平凡复制构造函数的效果是复制实参的每个标量子对象(递归地包含子对象的子对象,以此类推),且不进行其他动作。不过不需要复制填充字节,甚至只要其值相同,每个复制的子对象的对象表示也不必相同。
可平凡复制 (TriviallyCopyable) 对象可以通过手动复制其对象表示来进行复制,例如用 std::memmove。所有与 C 语言兼容的数据类型(POD 类型)都可以平凡复制。
合格的复制构造函数
被用户声明或者同时被隐式声明且可定义的复制构造函数是合格的。 |
(C++11 前) |
没有被弃置的复制构造函数是合格的。 |
(C++11 起) (C++20 前) |
满足下列所有条件的复制构造函数是合格的: |
(C++20 起) |
合格的复制构造函数的平凡性确定该类是否为隐式生存期类型,以及该类是否为可平凡复制类型。
隐式定义的复制构造函数
如果隐式声明的复制构造函数没有被弃置,那么当它被 ODR 式使用或用于常量求值 (C++11 起)时,它会被编译器定义(即生成并编译函数体)。对于联合体类型,隐式定义的复制构造函数(如同以 std::memmove)复制它的对象表示。对于非联合类类型(class 与 struct),该构造函数用直接初始化,按照初始化顺序,对对象的各基类和非静态成员进行完整的逐成员复制。如果它满足对于 constexpr 构造函数的要求,那么生成的复制构造函数也是 constexpr
的。 (C++11 起)
当 |
(C++11 起) |
注解
许多情况下,即使复制构造函数能够产生可观测副作用,它们也会被优化掉,见复制消除。
示例
struct A { int n; A(int n = 1) : n(n) { } A(const A& a) : n(a.n) { } // 用户定义的复制构造函数 }; struct B : A { // 隐式默认构造函数 B::B() // 隐式复制构造函数 B::B(const B&) }; struct C : B { C() : B() { } private: C(const C&); // 不可复制,C++98 风格 }; int main() { A a1(7); A a2(a1); // 调用复制构造函数 B b; B b2 = b; A a3 = b; // 转换到 A& 并调用复制构造函数 volatile A va(10); // A a4 = va; // 编译错误 C c; // C c2 = c; // 编译错误 }
缺陷报告
下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。
DR | 应用于 | 出版时的行为 | 正确行为 |
---|---|---|---|
CWG 2094 | C++11 | volatile 成员会导致复制非平凡(CWG 496) | 平凡性不受影响 |
CWG 2171 | C++11 | X(X&) = default 非平凡 | 使它平凡 |