复制构造函数

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T 的复制构造函数是首个形参是 T&const T&volatile T&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

1) 复制构造函数的典型声明。
2) 强制编译器生成复制构造函数。
3) 阻止隐式生成复制构造函数。

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;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 Tfvoid 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(structclassunion)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 explicitinline 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&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&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&)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 default 强制编译器生成隐式声明的复制构造函数。

(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 T 的隐式声明的复制构造函数:

(C++11 前)

如果满足下列任一条件,那么类 T 的隐式声明的复制构造函数被定义为弃置的

(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;
  • T 是联合体式的类,且拥有带非平凡复制构造函数的变体成员;
  • T 拥有右值引用类型的数据成员;
  • T 拥有用户定义的移动构造函数移动赋值运算符(此条件只会导致隐式声明的,而非预置的复制构造函数被弃置)。
(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;
  • T 的每个直接基类选择的复制构造函数都是平凡的;
  • 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:

  • 它没有被弃置,且
  • 满足它的所有关联约束(如果存在),且
  • 没有比它更受约束且拥有相同的第一形参类型的复制构造函数。
(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(classstruct),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)

T 拥有用户定义的析构函数或用户定义的复制赋值运算符时,隐式定义的复制构造函数的生成被弃用。

(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

参阅