如何禁止C++預設成員函數

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如何禁止C++預設成員函數發表於 2016-03-02   |   分類於 C++   |   閱讀次數 17前言

前幾天在一次筆試過程中被問到C++如何設計禁止調用預設建構函式，當時簡單的想法是直接將預設建構函式聲明為private即可，這樣的話對象的確不能直接調用。之後查閱了《Effective C++》之後得到了比較詳盡的解釋。

瞭解C++的預設行為

當我們建立空類時，C++預設給我們產生了四種成員函數：

1. 建構函式
2. 解構函式
3. 拷貝建構函式(copy)
4. 重載=的拷貝函數(copy assignment)

因此，當你寫下如下的代碼：

1	class Empty{};

那麼編譯器會自動產生：

class Empty{public:    Empty(){...}                              //default建構函式    Empty(const Empty& rhs){...}              //copy建構函式    ~Empty(){...}                             //解構函式    Empty& operator=(const Empty& rhs){...}   //copy assignment操作符};

至於copy建構函式和copy assignment操作符是不是有效取決於類的成員變數，例如：如果類成員有const變數或者引用，那麼是不能重新賦值的。

拒絕使用編譯器自動產生函數

書中提到了一個實際的應用情境。在房子銷售時，每一套房子都是獨一無二的（地理位置，裝修等等），那麼顯然我們不想讓別人使用拷貝建構函式或者copy assignment操作符。但是如果我們不寫，那麼編譯器會自動產生。如果我們寫了就會可能讓別人利用。那麼該怎麼辦呢？

• 首先我們最自然的想法就是把這兩個函式宣告為私人，這樣別人調用的時候可能會報錯。我們的直覺是正確的。確實這樣做可以行得通。於是我們如此寫到：

class HomeForSale{public:    ...private:    HomeForSale(const HomeForSale& hfs){...}    HomeForSale& operator=(const HomeForSale& hfs){...}};

• 當然那麼做並不是萬事大吉了。因為member函數和友元函數仍然能調用私人成員函數。那麼你可能又想到答案：我們無需定義成員函數，只需聲明即可：

class HomeForSale{public:    ...private:    HomeForSale(const HomeForSale&);    HomeForSale& operator=(const HomeForSale&);};

那麼member成員函數和友元函數調用時，在編譯階段沒問題，在連結階段會報錯。那麼還有沒有更好的方案能夠讓代碼在編譯階段就能檢測出錯誤呢？ 答案是肯定的。

• 我們為此建立一個基類：

class Uncopyable{protected:    Uncopyable(){}                            //允許derived對象的構造和解析    ~Uncopyable(){}private:    Uncopyable(const Uncopyable&);            //但阻止copying    Uncopyable& operator=(const Uncopyable&);};

那麼，為了阻止HomeForSale被拷貝，我們只需繼承Uncopyable：

class HomeForSale:private Uncopyable{    ...};

• C++11提出更為簡潔的解決方案：

class HomeForSale{public:    HomeForSale(const HomeForSale&) = delete;    HomeForSale& operator=(const HomeForSale&) = delete;};

總結

• 為駁回編譯器自動產生的成員函數，可將相應成員函式宣告為private並且不予實現。或者使用像Uncopyable這樣的基類。或者使用C++11的新特性。

• 在boost也有這樣的基類:noncopyable。

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