C++11 之 delete 和 default
1 特殊成员函数
一个类,只有数据成员时
class DataOnly {
private:
int data_;
};
C++98 编译器会隐式的产生四个函数:缺省构造函数,析构函数,拷贝构造函数 和 拷贝赋值算子,它们称为特殊成员函数 (special member function)
在 C++11 中,除了上面四个外,特殊成员函数还有两个:移动构造函数 和 移动赋值算子
class DataOnly {
public:
DataOnly () // default constructor
~DataOnly () // destructor
DataOnly (const DataOnly & rhs) // copy constructor
DataOnly & operator=(const DataOnly & rhs) // copy assignment operator
DataOnly (const DataOnly && rhs) // C++11, move constructor
DataOnly & operator=(DataOnly && rhs) // C++11, move assignment operator
};
2 禁止编译器合成函数
作为开发方,如果不想让用户使用某个成员函数,不声明即可;但对于特殊成员函数,则是另一种情况。例如,设计一个树叶类:
class LeafOfTree{ ... };
莱布尼茨说过,“世上没有两片完全相同的树叶” (Es gibt keine zwei Blätter, die gleich bleiben),因此,对于一片独一无二的树叶,下面的操作是错误的:
LeafOfTree leaf1;
LeafOfTree leaf2;
LeafOfTree leaf3(leaf1); // attempt to copy Leaf1 — should not compile!
Leaf1 = Leaf2; // attempt to copy Leaf2 — should not compile!
因此,此时需要避免使用 “拷贝构造函数” 和 “拷贝赋值算子”
2.1 私有+不实现
C++98 中,可声明这些特殊成员函数为私有型 (private),且不实现该函数,具体如下:
class LeafOfTree{
private:
LeafOfTree( const LeafOfTree& ); // not defined
LeafOfTree & operator=( const LeafOfTree& ); // not defined
};
程序中如果调用了 LeafOfTree 类的拷贝构造函数 (或拷贝赋值操作符),则在编译时,会出现链接错误 (link-time error)
为了将报错提前到编译时 (compile time),可增加了一个基类 Uncopyable,并将拷贝构造函数和拷贝赋值算子声明为私有型,具体可参见 <Effective C++_3rd> item 6
在谷歌 C++ 编码规范中,使用了一个宏定义来简化,如下所示:
// A macro to disallow the copy constructor and operator= functions
// This should be used in the priavte:declarations for a class
#define DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(TypeName) \
TypeName(const TypeName&); \
TypeName& operator=(const TypeName&)
2.2 delete 关键字
C++11 中,可在想要 “禁止使用” 的特殊成员函数声明后加 “= delete”,而需要保留的加 "= default" 或者不采取操作
class LeafOfTree{
public:
LeafOfTree() = default;
~LeafOfTree() = default; LeafOfTree(const LeafOfTree&) = delete; // mark copy ctor or copy assignment operator as deleted functions
LeafOfTree & operator=(const LeafOfTree&) = delete;
};
3 delete 的扩展
C++11 中,delete 关键字可用于任何函数,不仅仅局限于类成员函数
3.1 函数重载
在函数重载中,可用 delete 来滤掉一些函数的形参类型,如下:
bool IsLucky(int number); // original function
bool IsLucky(char) = delete; // reject chars
bool IsLucky(bool) = delete; // reject bools
bool IsLucky(double) = delete; // reject doubles and floats
这样在调用 IsLucky 函数时,如果参数类型不对,则会出现错误提示
if (IsLucky('a')) … // error ! call to deleted function
if (IsLucky(true)) … // error !
if (IsLucky(3.5)) … // error !
3.2 模板特化
在模板特例化中,也可以用 delete 来过滤一些特定的形参类型。
例如,Widget 类中声明了一个模板函数,当进行模板特化时,要求禁止参数为 void* 的函数调用。
如果按照 C++98 的 “私有不实现“ 思路,应该是将特例化的函数声明为私有型,如下所示:
class Widget {
public:
template<typename T>
void ProcessPointer(T* ptr) { … }
private:
template<>
void ProcessPointer<void>(void*); // error!
};
问题是,模板特化应该被写在命名空间域 (namespace scope),而不是类域 (class scope),因此,该方法会报错。
而在 C++11 中,因为有了 delete 关键字,则可以直接在类域外,将特例化的模板函数声明为 delete, 如下所示:
class Widget {
public:
template<typename T>
void ProcessPointer(T* ptr) { … }
}; template<>
void Widget::ProcessPointer<void>(void*) = delete; // still public, but deleted
这样,当程序代码中,有调用 void* 作形参的 ProcessPointer 函数时,则编译时就会报错。
小结:
1) Prefer deleted functions to private undefined ones
2) Any function may be deleted, including non-member functions and template instantiations
参考资料:
<C++ Primer_5th> chapter 13 Copy Control
<Effective C++_3rd> item 5 , item 6
<Effective Modern C++> item 11 , item 17
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