c++类的构造函数不显式声明会自动生成吗

Posted 2021-05-15 cpp加油站

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了c++类的构造函数不显式声明会自动生成吗相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

说明一下，我用的是g++7.1.0编译器，标准库源代码也是这个版本的。

本篇文章讲解c++11中，类的构造函数种类，以及不显式声明的情况下是否会自动生成。

1. 类的构造函数类别

在我刚接触c++的时候，我一直知道类可以有四种形式的构造函数，即无参构造函数、有参构造函数、拷贝构造函数、赋值运算符构造函数，最近看标准IO源代码，发现又多了一种，那就是移动构造函数，这是c++11中补充进来的，所以现在c++可以拥有四种形式的构造函数，即无参构造函数、有参构造函数、拷贝构造函数、赋值构造函数、移动构造函数、移动赋值构造函数。

说明以下：赋值运算符operator=到底算不算构造函数，这个个人有个人的看法，不多讨论，但是单就说明构造函数的时候把它漏掉的话，我觉得有点耍流氓了，所以也要把它列进来。

一个完整的声明了这六种构造函数以及使用的案例如下：

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;

class CPtr
{
	private:
		char *m_pData;
		int m_iSize;
	public:
		//without param constructors
		CPtr()
		{
			m_iSize = 1024;
			m_pData = new char[m_iSize];
		}
		~CPtr()
		{
			if ( m_pData != nullptr )
			{
				delete []m_pData;
				m_pData = nullptr;
			}
		}
		//with param constructors
		CPtr(const int p_iSize)
		{
			m_iSize = p_iSize;
			m_pData = new char[p_iSize];
		}
		//copy constructors
		CPtr(const CPtr& ptr)
		{
			if (ptr.m_pData != nullptr)
			{
				m_iSize = strlen(ptr.m_pData)+1;
				m_pData = new char[m_iSize];
				strncpy(m_pData, ptr.m_pData, m_iSize-1);
			}
		}
		//move constructors
		CPtr(CPtr&& ptr)
		{
			m_pData = ptr.m_pData;
			m_iSize = ptr.m_iSize;
			ptr.m_pData = nullptr;
			ptr.m_iSize = 0;
		}
		//赋值构造函数
		CPtr& operator=(const CPtr& ptr)
		{
			if (ptr.m_pData != nullptr)
			{
				m_iSize = strlen(ptr.m_pData)+1;
				m_pData = new char[m_iSize];
				strncpy(m_pData, ptr.m_pData, m_iSize-1);
			}
            return *this;
		}	
		//移动赋值构造函数
		CPtr& operator=(CPtr&& ptr)
		{
			m_pData = ptr.m_pData;
			m_iSize = ptr.m_iSize;
			ptr.m_pData = nullptr;
			ptr.m_iSize = 0;
            return *this;
		}
		void setData(const char* str)
		{
			if (  str == nullptr)
			{
				cout << "str is nullptr" << endl;
				return;
			}
			if ( m_iSize == 0)
			{
				cout << "the memory is nothing" << endl;
				return;
			}
			int iSize = strlen(str);
			if ( iSize < m_iSize )
			{
				strncpy(m_pData, str, iSize);
			}
			else
			{
				strncpy(m_pData, str, m_iSize-1);
			}
		}
		void print(const char* object)
		{
			cout << object << "'s data is " << m_pData << endl;
		}
};

int main()
{
	CPtr p1(1024);
	p1.setData("lilei and hanmeimei");
	p1.print("p1");
	CPtr p2(p1);
	p2.print("p2");
	CPtr p3 = p1;
	p3.print("p3");
	CPtr p4(move(p1));
	p4.print("p4");
	CPtr p5 = move(p2);
	p5.print("p5");
	return 0;
}

这里move是标准库的一个函数，返回一个右值引用，也就是CPtr &&类型。

这里我们是显示声明了所有的构造函数，接下来看看编译器对于class构造函数的隐式生成规则。

2. 构造函数默认生成规则

2.1 没有显式声明任何构造函数

编译器会自动生成默认的无参构造函数，这一点我们是可以肯定的，那另外几种构造函数也会默认生成吗，这个就不太确定了。

我们把上面那段代码修改一下，如下：

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;

class CPtr
{
	private:
		char *m_pData;
		int m_iSize;
	public:
		//without param constructors
		/*
		CPtr()
		{
			m_iSize = 1024;
			m_pData = new char[m_iSize];
		}
		~CPtr()
		{
			if ( m_pData != nullptr )
			{
				delete []m_pData;
				m_pData = nullptr;
			}
		}
		//with param constructors
		CPtr(const int p_iSize)
		{
			m_iSize = p_iSize;
			m_pData = new char[p_iSize];
		}
		//copy constructors
		CPtr(const CPtr& ptr)
		{
			if (ptr.m_pData != nullptr)
			{
				m_iSize = strlen(ptr.m_pData)+1;
				m_pData = new char[m_iSize];
				strncpy(m_pData, ptr.m_pData, m_iSize-1);
			}
		}
		//move constructors
		CPtr(CPtr&& ptr)
		{
			m_pData = ptr.m_pData;
			m_iSize = ptr.m_iSize;
			ptr.m_pData = nullptr;
			ptr.m_iSize = 0;
		}
		//赋值构造函数
		CPtr& operator=(const CPtr& ptr)
		{
			if (ptr.m_pData != nullptr)
			{
				m_iSize = strlen(ptr.m_pData)+1;
				m_pData = new char[m_iSize];
				strncpy(m_pData, ptr.m_pData, m_iSize-1);
			}
			return *this;
		}	
		//移动赋值构造函数
		CPtr& operator=(CPtr&& ptr)
		{
			m_pData = ptr.m_pData;
			m_iSize = ptr.m_iSize;
			ptr.m_pData = nullptr;
			ptr.m_iSize = 0;
			return *this;
		}
		*/
		void setData(const char* str)
		{
			if (  str == nullptr)
			{
				cout << "str is nullptr" << endl;
				return;
			}
			if ( m_iSize == 0)
			{
				cout << "the memory is nothing" << endl;
				return;
			}
			int iSize = strlen(str);
			if ( iSize < m_iSize )
			{
				strncpy(m_pData, str, iSize);
			}
			else
			{
				strncpy(m_pData, str, m_iSize-1);
			}
		}
		void print(const char* object)
		{
			cout << object << "'s data is " << m_pData << endl;
		}
};

int main()
{
	CPtr p1;
	//p1.setData("lilei and hanmeimei");
	//p1.print("p1");
	CPtr p2(p1);
	//p2.print("p2");
	CPtr p3 = p1;
	//p3.print("p3");
	CPtr p4(move(p1));
	//p4.print("p4");
	CPtr p5 = move(p2);
	//p5.print("p5");
	CPtr p6(1024);
	return 0;
}

把所有的构造函数都注释掉，然后对上述代码进行编译，报错，报错信息如下：

test.cpp: 在函数‘int main()’中:
test.cpp:110:14: 错误：no matching function for call to ‘CPtr::CPtr(int)’
  CPtr p6(1024);
              ^
test.cpp:5:7: 附注：candidate: CPtr::CPtr()
 class CPtr
       ^~~~
test.cpp:5:7: 附注： 备选需要 0 实参，但提供了 1 个
test.cpp:5:7: 附注：candidate: constexpr CPtr::CPtr(const CPtr&)
test.cpp:5:7: 附注：  no known conversion for argument 1 from ‘int’ to ‘const CPtr&’
test.cpp:5:7: 附注：candidate: constexpr CPtr::CPtr(CPtr&&)
test.cpp:5:7: 附注：  no known conversion for argument 1 from ‘int’ to ‘CPtr&&’

从错误信息我们可以看到两点，一是带int类型参数的构造函数是不会自动生成的，二是类CPtr是存在拷贝构造和移动构造的，接着我们现在把p6那一行注释掉，再编译，就通过了，也就是说对于class类型，当没有显式声明任何构造函数的时候，编译器除了默认生成无参构造函数以外，还会自动生成拷贝构造函数、赋值构造函数、移动构造函数、移动赋值构造函数，并且自动生成的构造函数都是public的，因为它们是可以用于生成对象的，而对于有参构造函数，因为参数是未知的，所以编译器没有办法自动生成。

也就是说，当没有显式声明任何构造函数时，会默认生成五种构造函数，即：普通构造函数、拷贝构造函数、赋值构造函数、移动构造函数、移动赋值构造函数，而对于有参构造，除非显式指定，否则任务情况下不会自动生成。

2.2 显式声明普通构造函数

还是之前的代码，再修改一下：

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;

class CPtr
{
	private:
		char *m_pData;
		int m_iSize;
	public:
		//without param constructors
		CPtr()
		{
			m_iSize = 1024;
			m_pData = new char[m_iSize];
		}
		~CPtr()
		{
			if ( m_pData != nullptr )
			{
				delete []m_pData;
				m_pData = nullptr;
			}
		}
		/*
		//with param constructors
		CPtr(const int p_iSize)
		{
			m_iSize = p_iSize;
			m_pData = new char[p_iSize];
		}
		//copy constructors
		CPtr(const CPtr& ptr)
		{
			if (ptr.m_pData != nullptr)
			{
				m_iSize = strlen(ptr.m_pData)+1;
				m_pData = new char[m_iSize];
				strncpy(m_pData, ptr.m_pData, m_iSize-1);
			}
		}
		//move constructors
		CPtr(CPtr&& ptr)
		{
			m_pData = ptr.m_pData;
			m_iSize = ptr.m_iSize;
			ptr.m_pData = nullptr;
			ptr.m_iSize = 0;
		}
		//赋值构造函数
		CPtr& operator=(const CPtr& ptr)
		{
			if (ptr.m_pData != nullptr)
			{
				m_iSize = strlen(ptr.m_pData)+1;
				m_pData = new char[m_iSize];
				strncpy(m_pData, ptr.m_pData, m_iSize-1);
			}
			return *this;
		}	
		//移动赋值构造函数
		CPtr& operator=(CPtr&& ptr)
		{
			m_pData = ptr.m_pData;
			m_iSize = ptr.m_iSize;
			ptr.m_pData = nullptr;
			ptr.m_iSize = 0;
			return *this;
		}
		*/
		void setData(const char* str)
		{
			if (  str == nullptr)
			{
				cout << "str is nullptr" << endl;
				return;
			}
			if ( m_iSize == 0)
			{
				cout << "the memory is nothing" << endl;
				return;
			}
			int iSize = strlen(str);
			if ( iSize < m_iSize )
			{
				strncpy(m_pData, str, iSize);
			}
			else
			{
				strncpy(m_pData, str, m_iSize-1);
			}
		}
		void print(const char* object)
		{
			cout << object << "'s data is " << m_pData << endl;
		}
};

int main()
{
	CPtr p1;
	//p1.setData("lilei and hanmeimei");
	//p1.print("p1");
	CPtr p2(p1);
	//p2.print("p2");
	CPtr p3 = p1;
	//p3.print("p3");
	CPtr p4(move(p1));
	//p4.print("p4");
	CPtr p5 = move(p2);
	//p5.print("p5");
	return 0;
}

上面的代码编译通过，说明当只显示声明了普通构造函数的时候，会自动生成拷贝构造函数、赋值构造函数、移动构造函数、移动赋值构造函数这四种。

2.3 显式声明拷贝构造函数

首先看只显式声明一个拷贝构造函数的情况，如下：

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;

class CPtr
{
	private:
		char *m_pData;
		int m_iSize;
	public:
		//without param constructors
		/*
		CPtr()
		{
			m_iSize = 1024;
			m_pData = new char[m_iSize];
		}
		*/
		~CPtr()
		{
			if ( m_pData != nullptr )
			{
				delete []m_pData;
				m_pData = nullptr;
			}
		}
		/*
		//with param constructors
		CPtr(const int p_iSize)
		{
			m_iSize = p_iSize;
			m_pData = new char[p_iSize];
		}
		*/
		//copy constructors
		CPtr(const CPtr& ptr)
		{
			if (ptr.m_pData != nullptr)
			{
				m_iSize = strlen(ptr.m_pData)+1;
				m_pData = new char[m_iSize];
				strncpy(m_pData, ptr.m_pData, m_iSize-1);
			}
		}
		//move constructors
		/*
		CPtr(CPtr&& ptr)
		{
			m_pData = ptr.m_pData;
			m_iSize = ptr.m_iSize;
			ptr.m_pData = nullptr;
			ptr.m_iSize = 0;
		}
		*/
		//赋值构造函数
		/*
		CPtr& operator=(const CPtr& ptr)
		{
			if (ptr.m_pData != nullptr)
			{
				m_iSize = strlen(ptr.m_pData)+1;
				m_pData = new char[m_iSize];
				strncpy(m_pData, ptr.m_pData, m_iSize-1);
			}
			return *this;
		}	
		*/
		//移动赋值构造函数
		/*
		CPtr& operator=(CPtr&& ptr)
		{
			m_pData = ptr.m_pData;
			m_iSize = ptr.m_iSize;
			ptr.m_pData = nullptr;
			ptr.m_iSize = 0;
			return *this;
		}
		*/
		void setData(const char* str)
		{
			if (  str == nullptr)
			{
				cout << "str is nullptr" << endl;
				return;
			}
			if ( m_iSize == 0)
			{
				cout << "the memory is nothing" << endl;
				return;
			}
			int iSize = strlen(str);
			if ( iSize < m_iSize )
			{
				strncpy(m_pData, str, iSize);
			}
			else
			{
				strncpy(m_pData, str, m_iSize-1);
			}
		}
		void print(const char* object)
		{
			cout << object << "'s data is " << m_pData << endl;
		}
};

int main()
{
	CPtr p1;
	//p1.setData("lilei and hanmeimei");
	//p1.print("p1");
	CPtr p2(p1);
	//p2.print("p2");
	CPtr p3 = p1;
	//p3.print("p3");
	CPtr p4(move(p1));
	//p4.print("p4");
	CPtr p5 = move(p2);
	//p5.print("p5");
	return 0;
}

编译报错如下：

test.cpp: 在函数‘int main()’中:
test.cpp:107:7: 错误：no matching function for call to ‘CPtr::CPtr()’
  CPtr p1;
       ^~
test.cpp:36:3: 附注：candidate: CPtr::CPtr(const CPtr&)
   CPtr(const CPtr& ptr)
   ^~~~
test.cpp:36:3: 附注： 备选需要 1 实参，但提供了 0 个

说明当只声明拷贝构造函数时，连默认构造都不复存在，就没有办法声明第一个对象，这样肯定是不行的，接下来取消对于默认构造函数的注释，编译就通过了，接下来再取消对于赋值构造函数的注释，编译还是可以通过。

也就是说当只声明拷贝构造函数的时候，其他构造包括普通构造都不会自动生成，而当声明了普通构造和拷贝构造时，移动构造会自动生成。

3. 构造函数自动生成总结

总结一下，构造函数自动生成的规则：

没有显式声明任何构造函数时，会自动生成普通构造函数、拷贝构造函数、赋值构造函数、移动构造函数、移动赋值构造函数五种；
对于带普通参数的构造函数，任何情况下都不会自动生成；
显式声明普通构造函数时，会自动生成拷贝构造函数、赋值构造函数、移动构造函数、移动赋值构造函数四种；
只显式声明拷贝构造函数时，普通构造函数都不会自动生成，没有办法生成对象；
显示声明普通构造函数和拷贝构造函数时，会自动生成移动构造函数；

这些构造函数不要求总是全部显式声明，但我们在使用class的时候最好显式声明这五种构造函数，避免出现一些不必要的问题。

在这里插入图片描述

以上是关于c++类的构造函数不显式声明会自动生成吗的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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C++中派生类的构造函数怎么显式调用基类构造函数？

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