C++默认成员函数讲座：构造、拷贝与移动的秘密

大家好！欢迎来到今天的C++技术讲座。今天我们要聊一聊C++中的默认成员函数——那些看似“默默无闻”，却在幕后默默支持着我们代码运行的“无名英雄”。它们包括默认构造函数、拷贝构造函数、移动构造函数、拷贝赋值运算符和移动赋值运算符。听起来是不是有点复杂？别担心，我会用轻松幽默的方式带你深入了解这些家伙。

第一幕：默认构造函数——你的对象从哪里来？

假设你有一个类Person：

class Person {
public:
    std::string name;
    int age;
};

当你写Person p;时，C++会自动调用一个默认构造函数来创建这个对象。如果没有特别定义，编译器会帮你生成一个默认构造函数，它什么也不做，只是简单地创建一个对象。

但如果我们在类中定义了任何其他构造函数（比如带参数的构造函数），编译器就不会再自动生成默认构造函数了。这时如果你想使用默认构造函数，就需要显式地声明它：

class Person {
public:
    Person() = default; // 显式要求编译器生成默认构造函数
    Person(std::string n, int a) : name(n), age(a) {}
    std::string name;
    int age;
};

第二幕：拷贝构造函数——复制的艺术

拷贝构造函数允许我们通过已有的对象来创建新对象。例如：

Person p1("Alice", 30);
Person p2 = p1; // 使用拷贝构造函数

如果没有定义拷贝构造函数，编译器会提供一个默认版本，它逐个成员进行浅拷贝。对于简单的数据类型，这通常没问题，但如果你的类包含指针或其他需要深拷贝的资源，你就需要自己实现拷贝构造函数。

class Person {
public:
    Person(const Person& other) : name(other.name), age(other.age) {
        std::cout << "Copy Constructor calledn";
    }
    std::string name;
    int age;
};

第三幕：移动构造函数——偷天换日的技巧

移动构造函数是C++11引入的一个新特性，主要用于优化资源管理。它允许我们将一个对象的资源“移动”到另一个对象，而不是复制。这对于处理大对象或动态分配的内存非常有用。

class Person {
public:
    Person(Person&& other) noexcept : name(std::move(other.name)), age(other.age) {
        std::cout << "Move Constructor calledn";
    }
    std::string name;
    int age;
};

移动构造函数通常与右值引用一起使用，并且通常被标记为noexcept以确保性能优化。

第四幕：赋值运算符——更新你的对象

除了构造函数，C++还提供了默认的拷贝赋值和移动赋值运算符。它们的工作方式与对应的构造函数类似。

Person p1("Alice", 30);
Person p2;
p2 = p1; // 使用拷贝赋值运算符

如果需要自定义行为，可以重载这些运算符：

Person& operator=(const Person& other) {
    if (this != &other) { // 防止自我赋值
        name = other.name;
        age = other.age;
    }
    return *this;
}

表格总结

函数类型	默认行为
默认构造函数	创建对象，初始化所有成员为默认值。
拷贝构造函数	逐个成员进行浅拷贝。
移动构造函数	将资源从源对象“移动”到目标对象，避免不必要的复制。
拷贝赋值运算符	类似于拷贝构造函数，但用于已经存在的对象。
移动赋值运算符	类似于移动构造函数，但用于已经存在的对象。

国外文档如ISO C++标准指出，理解并正确使用这些默认成员函数对于编写高效、安全的C++代码至关重要。希望今天的讲座能帮助你更好地掌握这些知识。下次见！