深度探索C++对象模型：默认构造函数

偏执的太偏执、 2023-02-25 08:41 3阅读 0赞

默认构造函数在被需要的时候被编译器产生出来。

这句话的关键部分是：

1.  被谁需要？
2.  什么时候被需要？
3.  做什么事情？

### 被谁需要？ ###

编译器为程序构建默认构造函数是因为编译器需要它，而不是因为程序需要它。程序需要什么应该是程序员的责任，应该由程序员提供。举个例子，例如下面这段代码：

class  Foo  {
     public:
     int val;
     Foo* pnext; 
    }  
    
     void  foo_bar()  {
        Foo bar; 
       // 程序需要 bar's members 都被初始化为 0 
      if (bar.val || bar.pnext) {
         // do something
     } 
    }

该段程序的正确语意是希望 `Foo` 的默认构造函数将 `val` 和 `pnext` 初始化为 0，但此处编译器并不会为 `Foo` 生成默认构造函数，因为这里不满足“需要的时候“这个条件，程序需要不代表编译器需要。后面我们会了解到就算此处编译器为 `Foo` 生成了默认构造函数，该默认构造函数也不会对 `val` 和 `pnext` 进行初始化，具体原因请看“做什么事情？”部分。

### 什么时候需要？ ###

上面解释了默认构造函数是被编译器需要的，那么编译器什么时候需要它呢？在下列四种情况下编译器会生成默认构造函数：

1.  `class` 内包含有 `default constructor` 的 `member object` ，合成 `default constructor` 为了调用 `member object` 的 `default constructor` 。
2.  `class` 继承自含有 `default constructor` 的基类，合成 `default constructor` 为了调用基类的 `default constructor` 。
3.  带有虚函数的 `class` ，合成 `default constructor` 主要为了初始化vptr（虚函数表指针）。
4.  `class` 有一个及以上的虚基类，合成 `default constructor` 主要为了初始化虚基类指针。

当满足上面的条件时，编译器会对 `constructor` 进行扩展，扩展的规则如下：

1.  当 `class` 没有定义 `constructor` ，编译器会合成 `default constructor` ，并加入编译器需要的操作，可能包括调用 `member object` 的 `default constructor` ，调用基类的 `default constructor` ，初始化虚函数表指针及虚基类指针。
2.  当 `class` 已经定义了一个或多个 `constructor` 时，编译器不会再去合成 `constructor` ，但会扩展所有 `constructor` 加入编译器需要的操作。

### 做什么事情？ ###

从上面的分析中可以看出，默认构造函数所做的事情用一句话可以概括：只执行编译器所需要的行为。所以说即使编译器为 `Foo` 生成了默认构造函数，该默认构造函数也不会对 `val` 和 `pnext` 进行初始化，因为编译器并不需要该行为，这是程序员应该做的事情。

### 总结： ###

编译器只合成他需要的 `default constructor` 并且只做他需要的操作。C++ 新手常见的两个 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` 会明确设定 `class` 内每一个 `data member` 的默认值。

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