C++类中的特殊成员函数示例详解

前言

C++类中有几个特殊的非静态成员函数，当用户未定义这些函数时，编译器将给出默认实现。C++11前有四个特殊函数，C++11引入移动语义特性，增加了两个参数为右值的特殊函数。这六个函数分别是：

1、默认构造函数

默认构造函数指不需要参数就能初始化的构造函数。包含无参和所有参数有默认值两种类型的构造函数。

2、复制构造函数

复制构造函数指使用该类的对象作为参数的构造函数。可以有其他参数，但必须提供默认值。

3、复制赋值运算符

重载等号=，将该类的对象赋值给已定义对象。

4、析构函数

没啥可说的。

5、移动构造函数

C++11新增，该类的右值对象为参数的构造函数，其余同复制构造函数。

6、移动复制运算符

同复制赋值运算符，唯一不同是参数为右值。

看定义容易迷糊，上代码就会很清晰：

#include <iostream>
#include <string>

class Foo {

public:
 std::string s;

 // 默认构造函数
 Foo() { std::cout << "default constructor" << std::endl; }
 // 复制构造函数
 Foo(const Foo& foo) { std::cout << "copy constructor" << std::endl; s = foo.s; }
 // 复制赋值运算符
 Foo& operator=(const Foo& foo) { std::cout << "copy assignment operator" << std::endl; s = foo.s; return * this;}
 // 移动构造函数
 Foo(Foo&& foo) { std::cout << "move constructor" << std::endl; s = std::move(foo.s); }
 // 移动赋值运算符
 Foo& operator=(Foo&& foo) { std::cout << "move assignment operator" << std::endl; s = std::move(foo.s); return *this;}
};

int main() {
 Foo foo1;
 Foo foo2(foo1);
 foo1 = foo2;
 Foo foo3(std::move(foo1));
 foo2 = std::move(foo3);
}

用g++或者clang编译，加上-fno-elide-constructors -std=c++0x选项。执行程序输出如下：

default constructor
copy constructor
copy assignment operator
move constructor
move assignment operator

结果是我们预期的。需要注意的是Foo foo3 = foo1的形式会调用复制构造函数，不会调用复制赋值运算符。原因是Foo foo3 = xxx声明和定义一个新对象，而赋值是作用在已定义对象。移动赋值运算符同理。

C++11新增了=default和=delete函数修饰符，提示编译器使用默认或者删除默认的特殊函数。需要注意的是这两个修饰符只能修饰上述特殊函数，用户可以用其对特殊函数进行裁剪。一个例子：

struct Test {
 // 使用默认构造函数
 Test() = default;
 // 删除复制赋值运算符
 Test& operator=(const Test& test) = delete;
 // 使用默认析构函数
 ~Test() = default;
};

参考

• https://en.cppreference.com/w/cpp/language/member_functions
• https://stackoverflow.com/questions/43349808/extended-lifetime-of-an-object-returned-from-function

总结