C++中的空类,默认产生哪些类成员函数?

C++中的空类:默认产生哪些类成员函数?

在C++中,一个“空类”是指没有任何数据成员和成员函数的类。尽管这个类表面上看似完全空洞,但C++编译器实际上会为它默认生成一些成员函数。这些默认成员函数在某些情况下会对程序的行为产生重要影响。本文将深入探讨C++空类中默认产生的类成员函数、它们的编译行为,以及如何验证这些函数的存在。

什么是空类?

空类在C++中的定义非常简单,它没有任何数据成员、成员函数、构造函数、析构函数,甚至没有私有或受保护的成员变量。如下所示:

class Empty {};

尽管这个类看起来确实什么都没有,但编译器并没有因此忽略它的存在。

空类默认产生的成员函数

C++ 编译器会为每个类(包括空类)自动生成以下五个特殊的成员函数:

  1. 默认构造函数
    如果没有显式定义构造函数,编译器会为空类生成一个默认构造函数。这个构造函数不会执行任何操作,但它会允许创建该类的对象。

    Empty e; // 调用了编译器生成的默认构造函数
    
  2. 析构函数
    同样,如果没有显式定义析构函数,编译器会生成一个默认析构函数。对于空类而言,默认析构函数不执行任何实际操作,但它确保对象在销毁时遵循正确的析构规则。

    e.~Empty(); // 调用了编译器生成的默认析构函数
    
  3. 拷贝构造函数
    编译器会生成一个拷贝构造函数,该函数用于用一个空类的对象初始化另一个空类的对象。此拷贝构造函数简单地进行成员逐个复制,对于空类来说,没有实际成员需要复制。

    Empty e2 = e; // 调用了编译器生成的拷贝构造函数
    
  4. 拷贝赋值运算符
    这是用于对象间赋值的运算符。编译器生成的拷贝赋值运算符会将一个空类对象的所有成员赋值给另一个空类对象。同样,由于空类没有数据成员,这个操作在语义上是无操作的。

    Empty e3;
    e3 = e; // 调用了编译器生成的拷贝赋值运算符
    
  5. 移动构造函数和移动赋值运算符(C++11 及以上)
    如果编译器检测到空类有移动语义的需求(如使用了std::move),则会生成移动构造函数和移动赋值运算符。对于空类,这些函数通常不会显式生成,因为拷贝操作的效率已经足够高。然而在某些情况下,如果显式要求移动语义,编译器会生成相应的函数。

    Empty e4 = std::move(e); // 编译器可能生成移动构造函数
    

内联机制与编译时机

值得注意的是,以上所有的默认成员函数通常都被标记为内联函数。这意味着函数的代码通常会被直接嵌入到调用点处,而不是通过函数调用的方式。编译器在编译时只会在这些函数第一次使用时生成相应的代码。如果这些默认成员函数在整个程序中从未被使用,那么编译器会优化并跳过它们的生成。


单纯的空类不会有任何汇编代码生成


当新建后会以内联的方式嵌入到调用点处


普通函数同样只有在第一次调用时生成相应的代码,但并不是以内敛的方式生成

应该怎么问

一个空类可以直接“使用”(包括自动调用)哪些函数

A:
在C++中,一个类有八个默认函数:

默认构造函数;
默认拷贝构造函数;
默认析构函数;
默认重载赋值运算符函数;
默认重载取址运算符函数;
默认重载取址运算符const函数;
默认移动构造函数(C++11);
默认重载移动赋值操作符函数(C++11)。

posted @ 2024-08-12 17:04  daligh  阅读(294)  评论(0)    收藏  举报