构造函数语义学之Copy Constructor构建操作(2)

二、详述条件 3 和 4

　　那么好，我又要问大家了，条件1 和 2比较容易理解。因为member object或 base class 含有copy constructor。那么member object所在的class或者base class的derived class需要合成一个nontrivial copy constructor来调用他的member constructor 或 base class的 copy constructor！

　　而条件 3 和条件 4比较难理解，我在此阐述一下：

　　(1) 条件3：当声明一个或多个virtual functions时

　　　　大家回忆一下，在满足条件 3 时（class 声明了至少一个 virtual function），编译期间的两个程序扩张操作！

　　　　1).增加一个virtual function table ，内涵每一个有作用的function的地址。

　　　　2).将一个指向 virtual function table 的指针（vptr），安插在每一个class object 内。

　　好，下面看我一个程序：

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

class A0
{
public: 8     virtual void fun(){ cout << "I belong to A0!" << endl;}
};

class A: public A0
{
public:
    virtual void fun(){ cout << "I belong to A!" << endl;}
};

 int main()
 {
19     A a;20     

20     A b = a;

    return 0;
 }

　　大家看看代码中的第 20 行是不是将 a 赋值给了b，那么 a 中的指针 vptr 是不是 bitwise copy 给了 b 的指针 vptr 呢？答案是肯定的！但是这回指针的bitwise copy 是安全滴。为什么呢？因为同一类型的类实体中的 vptr 在内存中本身就是共享同一个 virtual function table的，请看下面一个图！

　　  图1 ：这张补充说明了程序中 a 和 b 的关系，

　　说到这里大家肯定要说了，这个用 bitwise copy semantic 完成不就可以了？为什么还要合成一个copy constructor来完成呢？对，如果仅仅是对付上面代码 bitwise copy semantic 足矣，但是我把上面代码中的main函数中的内容变一下：、

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

class A0
{
public:
     
 9     virtual void fun(){ cout << "I belong to A0!" << endl;}
};

class A: public A0
{
public:
    virtual void fun(){ cout << "I belong to A!" << endl;}
};

 int main()
 {
    A a;
    A0 a0 = a;
    A0 *pa0;
    pa0 = &a;
    pa0->fun();
    pa0 = &a0;
    pa0->fun();
    return 0;
 }

 

　　运行结果大家自己测试，如果此时，还是仅仅通过简单的 bitwise copy semantic 的话。那第 24 行中的pa0->fun()将会调用的是 a 的 fun() 输出，I belong to A! 这显然已经不满足类的多态性了嘛！说到这想必大家已经猜到一二了吧？对，此时编译器对类 A0 的对象不能bitwise copy semantic了，而是合成一个copy constructor进行一些必要的操作：包括对程序员定义的 member 的 bitwise copy （浅拷贝）和 对编译器安插的 vptr 进行重新赋值，即指向子类上例中的 A0 class 的 virtual table！很难理解？请看下图：

　　    图2 ：补充说明 a0 和 a 的关系

　　对比一下图 1 和图 2，就知道为什么 bitwise copy semantic不行了，而必须要合成一个copy constructor进行进一步操作了吧？

 

　　(2)条件4---当class派生自一个继承串链，其中有一个或多个virtual base classes时

　　如果你看懂了，条件 3 那么条件 4 这个也能很快就懂了！大家还记不记得我在我的另一篇博文（构造函数语义学之Default Constructor构建操作）中讲到 virtual base class时讲到：“编译器会为虚继承的derived class中安插一个指针 (vbptr)---用来指向virtual base class pointer table，这个表用来描述从继承类元素到虚基类元素的偏移量。”，既然如此，这和条件3是不是很像呢？也是安插了一个指针，那是不是也不能要bitwise copy constructor 呢？答案是肯定的！因为，这个 vbptr 指针 以及 virtual base class pointer table在内存中如何布局我们还没讲到，这里大家只要知道编译器安插了一个指针，该指针在复制时不能简单的 bitwise copy constructor就行了。剩下的，我会在后来的博文中阐述清楚！