拷貝建構函式（copy constuctor）

通常C++初級程式設計師會認為當一個類為沒有定義拷貝建構函式的時候，編譯器會 為其合成一個，答案是否定的。編譯器只有在必要的時候在合成拷貝建構函式。 那麼編譯器什麼時候合成，什麼時候不合成，合成的拷貝建構函式在不同情況下 分別如何工作呢？這是本文的重點。

拷貝建構函式的定義

有一個引數的型別是其類型別的建構函式是為拷貝建構函式。如下：

X::X( const X& x);
Y::Y( const Y& y, int =0 );
//可以是多引數形式，但其第二個即後繼引數都有一個預設值

拷貝建構函式的應用

當一個類物件以另一個同類實體作為初值時，大部分情況下會呼叫拷貝建構函式。 一般是這三種具體情況：

• 顯式地以一個類物件作為另一個類物件的初值，形如X xx=x;
• 當類物件被作為引數交給函式時。
• 當函式返回一個類物件時。

後兩種情形會產生一個臨時物件。

編譯器何時合成拷貝建構函式

並不是所有未定義有拷貝建構函式的類編譯器都會為其合成拷貝建構函式，編譯 器只有在必要的時候才會為其合成拷貝建構函式。所謂必要的時刻是指編譯器在 普通手段無法完成解決“當一個類物件以另一個同類實體作為初值”時，才會合成 拷貝建構函式。也就是說，當常規武器能解決問題的時候，就沒必要動用非常規 武器。

如果一個類沒有定義拷貝建構函式，通常按照“成員逐一初始化(Default Memberwise Initialization)”的手法來解決“一個類物件以另一個同類實體作為 初值”——也就是說把內建或派生的資料成員從某一個物件拷貝到另一個物件身上， 如果資料成員是一個物件，則遞迴使用“成員逐一初始化(Default Memberwise Initialization)”的手法。

成員逐一初始化(Default Memberwise Initialization)具體的實現方式則是位 逐次拷貝（Bitwise copy semantics）¹。也就是說在能使用這種常規方式 來解決“一個類物件以另一個同類實體作為初值”的時候，編譯器是不需要合成拷 貝建構函式的。

但有些時候常規武器不那麼管用，我們就得祭出非常規武器了 ——拷貝建構函式。有以下4種情況之一，位逐次拷貝將不能勝任或者不適合來完 成“一個類物件以另一個同類實體作為初值”的工作。此時，如果類沒有定義拷貝 建構函式，那麼編譯器將必須為類合成一個拷貝建構函式。

• 1 當類內含一個成員物件，而後者的類宣告有一個拷貝建構函式時（不論是設 計者定義的還是編譯器合成的）。
• 2 當類繼承自一個宣告有拷貝建構函式的類時（同樣，不論這個拷貝建構函式 是被顯示宣告還是由編譯器合成的）。
• 3 類中宣告有虛擬函式。
• 4 當類的派生串鏈中包含有一個或多個虛基類。

對於前兩種情況，不論是基類還是物件成員，既然後者宣告有拷貝建構函式時， 就表明其類的設計者或者編譯器希望以其宣告的拷貝建構函式來完成“一個類物件 以另一個同類實體作為初值”的工作，而設計者或編譯器這樣做——宣告拷貝構造函 數，總有它們的理由，而通常最直接的原因莫過於因為他們想要做一些額外的工 作或“位逐次拷貝”無法勝任。

對於有虛擬函式的類，如果兩個物件的型別相同那麼位逐次拷貝其實是可以勝任的。 但問題將出現在，如果基類由其繼承類進行初始化時，此時若按照位逐次拷貝來 完成這個工作，那麼基類的vptr將指向其繼承類的虛擬函式表，這將導致無法預料 的後果——呼叫一個錯誤的虛擬函式實體是無法避免的，輕則帶來程式崩潰，更糟糕 的問題可能是這個錯誤被隱藏了。所以對於有虛擬函式的類編譯器將會明確的使被 初始化的物件的vptr指向正確的虛擬函式表。因此有虛擬函式的類沒有宣告拷貝構造 函式，編譯將為之合成一個，來完成上述工作，以及初始化各資料成員，宣告有 拷貝建構函式的話也會被插入完成上述工作的程式碼。

對於繼承串鏈中有虛基類的情況，問題同樣出現在繼承類向基類提供初值的情況， 此時位逐次拷貝有可能破壞物件中虛基類子物件的位置。