复制构造函数

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类 T 的复制构造函数是首个形参是 T&、const T&、volatile T& 或 const volatile T&，而且要么没有其他形参，要么剩余形参均有默认值的非模板构造函数。

语法

类名 ( const 类名 & ) (1)
类名 ( const 类名 & ) = default; (2) (C++11 起)
类名 ( const 类名 & ) = delete; (3) (C++11 起)

其中 类名 必须指名当前类（或类模板的当前实例化），或在命名空间作用域或友元声明中声明时，必须是有限定的类名。

解释

1) 复制构造函数的典型声明。
2) 强制编译器生成复制构造函数。
3) 阻止隐式生成复制构造函数。

复制构造函数会在对象从同类型的另一对象（以直接初始化或复制初始化）初始化时调用（除非重载决议选择了更好的匹配或其调用被消除），情况包括：

  • 初始化：T a = b; 或 T a(b);，其中 b 的类型是 T；
  • 函数实参传递：f(a);，其中 a 的类型是 T 而 f 是 void f(T t)；
  • 函数返回：在像 T f() 这样的函数内部的 return a;，其中 a 的类型是 T 且它没有移动构造函数。

隐式声明的复制构造函数

如果没有向类类型（struct、class 或 union）提供任何用户定义的复制构造函数，那么编译器总是会声明一个复制构造函数作为这个类的非 explicit 的 inline public 成员。如果满足下列所有条件，那么这个隐式声明的复制构造函数拥有形式 T::T(const T&)：

  • T 的每个直接基类和虚基类 B 均拥有形参为 const B& 或 const volatile B& 的复制构造函数；
  • T 的每个类类型或类类型数组的非静态数据成员 M 均拥有形参为 const M& 或 const volatile M& 的复制构造函数。

否则，隐式声明的复制构造函数是 T::T(T&)。（注意因为这些规则，隐式声明的复制构造函数不能绑定到 volatile 左值实参）。

类可以拥有多个复制构造函数，如 T::T(const T&) 和 T::T(T&)。

当存在用户定义的复制构造函数时，用户仍可以使用关键词 default 强制编译器生成隐式声明的复制构造函数。

(C++11 起)

隐式声明（或在它的首个声明被预置）的复制构造函数具有动态异常说明 (C++17 前) noexcept 说明 (C++17 起)中所描述的异常说明。

弃置的隐式声明的复制构造函数

如果满足下列任一条件，那么不定义类 T 的隐式声明的复制构造函数：

(C++11 前)

如果满足下列任一条件，那么类 T 的隐式声明的复制构造函数被定义为弃置的：

(C++11 起)
  • T 拥有无法复制的非静态数据成员（拥有被弃置、不可访问或有歧义的复制构造函数）；
  • T 拥有无法复制的直接或虚基类（拥有被弃置、不可访问或有歧义的复制构造函数）；
  • T 拥有带被弃置或不可访问的析构函数的直接基类，虚基类或非静态数据成员；
  • T 是联合体式的类，且拥有带非平凡复制构造函数的变体成员；
  • T 拥有右值引用类型的数据成员；
  • T 拥有用户定义的移动构造函数或移动赋值运算符（此条件只会导致隐式声明的，而非预置的复制构造函数被弃置）。
(C++11 起)

平凡的复制构造函数

如果满足下列所有条件，那么类 T 的复制构造函数是平凡的：

  • 它不是用户提供的（即它是隐式定义或预置的）；
  • T 没有虚成员函数；
  • T 没有虚基类；
  • 为 T 的每个直接基类选择的复制构造函数都是平凡的；
  • 为 T 的每个类类型（或类类型数组）的非静态成员选择的复制构造函数都是平凡的；

非联合类的平凡复制构造函数的效果是复制实参的每个标量子对象（递归地包含子对象的子对象，以此类推），且不进行其他动作。不过不需要复制填充字节，甚至只要它们的值相同，每个复制的子对象的对象表示也不必相同。

可平凡复制 (TriviallyCopyable) 对象可以通过手动复制其对象表示来进行复制，例如用 std::memmove。所有与 C 语言兼容的数据类型（POD 类型）都可以平凡复制。

合格的复制构造函数

被用户声明或者同时被隐式声明且可定义的复制构造函数是合格的。

(C++11 前)

没有被弃置的复制构造函数是合格的。

(C++11 起)
(C++20 前)

满足下列所有条件的复制构造函数是合格的：

  • 它没有被弃置，且
  • 满足它的所有关联约束（如果存在），且
  • 没有比它更受约束且拥有相同的第一形参类型的复制构造函数。
(C++20 起)

合格的复制构造函数的平凡性确定该类是否为隐式生存期类型，以及该类是否为可平凡复制类型。

隐式定义的复制构造函数

如果隐式声明的复制构造函数没有被弃置，那么当它被 ODR 式使用或用于常量求值 (C++11 起)时，它会被编译器定义（即生成并编译函数体）。对于联合体类型，隐式定义的复制构造函数（如同以 std::memmove）复制它的对象表示。对于非联合类类型（class 与 struct），该构造函数用直接初始化，按照初始化顺序，对对象的各基类和非静态成员进行完整的逐成员复制。

如果它满足对于 constexpr 构造函数 (C++23 前)constexpr 函数 (C++23 起)的要求，那么生成的复制构造函数也是 constexpr 的。

当 T 拥有用户定义的析构函数或用户定义的复制赋值运算符时，隐式定义的复制构造函数的生成会被弃用。

(C++11 起)

注解

许多情况下，即使复制构造函数能够产生可观测副作用，它们也会被优化掉，见复制消除。

示例

struct A
{
    int n;
    A(int n = 1) : n(n) {}
    A(const A& a) : n(a.n) {} // 用户定义的复制构造函数
};
 
struct B : A
{
    // 隐式默认构造函数 B::B()
    // 隐式复制构造函数 B::B(const B&)
};
 
struct C : B
{
    C() : B() {}
private:
    C(const C&); // 不可复制，C++98 风格
};
 
int main()
{
    A a1(7);
    A a2(a1); // 调用复制构造函数
 
    B b;
    B b2 = b;
    A a3 = b; // 转换到 A& 并调用复制构造函数
 
    volatile A va(10);
    // A a4 = va; // 编译错误
 
    C c;
    // C c2 = c; // 编译错误
}

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告 应用于 出版时的行为 正确行为
CWG 2094 C++11 volatile 成员会导致复制不平凡（CWG 问题 496） 平凡性不受影响
CWG 2171 C++11 X(X&) = default 不是平凡的 使它平凡

参阅

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