С. Мейерс - Эффективный и современный C++ (1114942), страница 27

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 27)

Генерация специапь н ых функций-чпеновВ официальной терминологии С++ специальные функции-членыэто те функции­члены, которые С++ готов генерировать сам. С ++ 98 включает четыре такие функции:конструктор по умолчанию, деструктор, копирующий конструктор и оператор копирую­щего присваивания. Эти функции создаются, только если они необходимы, т.е. если не­который код использует их без их явного объявления в классе.

Конструктор по умолча­нию генерируется только в том случае, если в классе не объявлен ни один конструктор.(Это предотвращает компиляторы от создания конструктора по умолчанию для класса,для которого вы указали, что конструктору требуются аргументы. Сгенерированные-1 16Глава 3 . Переход к современному С++специальные функции-члены неявно являются открытыми и встраиваемыми; они так­же являются не виртуальными, если только таковой функцией не является деструкторпроизводного класса, унаследованного от базового класса с виртуальным деструктором.В этом случае генерируемый компилятором деструктор производного класса также явля­ется виртуальным.Ну, конечно же, вы отлично все это знаете.

Да, да, древняя история: Месопотамия,династия Цинь, Владимир Красное Солнышко, FORTRAN, С++98 . . . Но времена изме­нились, а с ними изменились и правила генерации специальных функций-членов в С++.Важно быть в курсе новых правил, потому что мало вещей имеют такое же важное значе­ние для эффективного программирования на С++, как знание о том, когда компиляторымолча добавляют функции-члены в ваши классы.Что касается С++ 1 1 , то в клуб специальных функций-членов приняты два новыхигрока: перемещающий конструктор и оператор перемещающего присваивания. Их сиг­натуры имеют следующий вид:class WidgetpuЫ i c :Widg8t (Widg8t&& rhs) ;/ / Перемещающий: конструкторWidget& operator= (Widqet&& rhs) ; 11 Оператор перемещающего/ / присваивания);Правила, регулирующие их создание и поведение, аналогичны правилам для их ко­пирующих двойников.

Перемещающие операции генерируются только если они необхо­димы, и если они генерируются, то выполняют "почленное перемещение" нестатическихчленов-данных класса. Это означает, что перемещающий конструктор создает каждыйнестатический член-данные класса из соответствующего члена его параметра rhs с по­мощью перемещения, а оператор перемещающего присваивания выполняет перемещаю­щее присваивание каждого нестатического члена-данных из переданного ему параметра.Перемещающий конструктор также выполняет перемещающее конструирование частейбазового класса (если таковые имеются), а оператор перемещающего присваивания вы­полняет соответственно перемещающее присваивание частей базового класса.Когда я говорю о перемещающей операции над членом-данными или базовым клас­сом, нет никакой гарантии, что перемещение в действительности имеет место.

"Почлен­ные перемещения" в действительности представляют собой запросы на почленное пере­мещение, поскольку типы, которые не могут быть перемещены (т.е. не обладают под­держкой операций перемещения; например, таковыми являются большинство старыхклассов С++98), будут "перемещены" с помощью операций копирования. Сердцем каж­дого почленного "перемещения" является применение std : : move к объекту, из котороговыполняется перемещение, а результат используется в процессе разрешения перегрузкифункций для выяснения, должно ли выполняться перемещение или копирование.

Этотпроцесс детально описывается в разделе 5. 1 . В этом разделе просто помните, что почлен­ное перемещение состоит из операций перемещения для тех членов-данных и базовых3.1 1 .Генерация специальных функций-чл енов117классов, которые поддерживают перемещающие операции, и из операций копированиядля тех, которые перемещающие операции не поддерживают.Как и в случае с копирующими операциями, перемещающие операции не генерируют­ся, если вы сами их не объявляете. Однако точные условия, при которых они генериру­ются, несколько отличаются от условий для копирующих операций.Две копирующие операции независимы одна от другой: объявление одной не пре­пятствует компилятору генерировать другую.

Так что если вы объявляете копирующийконструктор, но не копирующий оператор присваивания, а затем пишете код, которомутребуется копирующее присваивание, то компиляторы будут генерировать оператор ко­пирующего присваивания вместо вас. Аналогично, если вы объявили оператор копирую­щего присваивания, но не копирующий конструктор, а вашему коду нужен копирующийконструктор, то последний будет сгенерирован компилятором вместо вас.

Это правилоработало в С++98 и остается справедливым в C++ l l .Две перемещающие операции н е являются независимыми. Если вы объявите однуиз них, это не позволит компиляторам сгенерировать вторую. Это объясняется тем, чтоесли вы объявляете, скажем, перемещающий конструктор для вашего класса, то вы ука­зываете, что есть что-то, что при перемещающем конструировании должно быть реа­лизовано иначе, чем почленное перемещение по умолчанию, генерируемое компилято­рами.

Но если это что-то неверно при почленном перемещающем конструировании, то,вероятно, оно будет неверно и при почленном перемещающем присваивании. Поэтомуобъявление перемещающего конструктора предохраняет от генерации перемещающегооператора присваивания, а объявление перемещающего оператора присваивания предо­храняет от генерации перемещающего конструктора.Кроме того, перемещающие операции не будут генерироваться для любого класса, у ко­торого явно объявлены копирующие операции. Объяснение этому заключается в том, чтообъявление копирующих операций (конструктора и присваивания) указывает, что обыч­ный подход к копированию объекта (почленное копирование) не годится для этого класса,и компиляторы делают заключение, что если для класса не подходит почленное копирова­ние, то, вероятно, почленное перемещение для него тоже не подойдет.Этот вывод справедлив и в обратном направлении.

Объявление в классе перемеща­ющей операции (конструктора или присваивания) приводит к тому, что компиляторыне генерируют копирующие операции. (Копирующие операции отключаются с помощьюих удаления; см. раздел 3.5). В конце концов, если почленное перемещение не являет­ся корректным способом перемещения, то нет причин ожидать, что почленное копи­рование окажется корректным способом копирования.

Это выглядит как возможноенарушение работоспособности кода С++98, поскольку условия, при которых разреше­на генерация операций копирования, являются более ограничивающими в C++ l l , чемв С++98, но на самом деле это не так. Код С++98 не может иметь перемещающие опера­ции, поскольку в С++98 нет такого понятия, как "перемещение" объектов. Единствен­ный способ для старого класса иметь пользовательские перемещающие операции - этоесли они будут добавлены в коде С++ 1 1 . Но классы, которые изменены таким образом,1 18Гnава 3 . Переход к совреме нн ому С++чтобы использовать преимущества семантики перемещений, обязаны играть по прави­лам С++ 1 1 , касающимся генерации специальных функций-членов.Вероятно, вы слышали о рекомендации о большой тройке.

Она утверждает, что есливы объявили хотя бы одну из трех операций - копирующий конструктор, копирующийоператор присваивания или деструктор, - то вы должны объявить все три операции.Это правило вытекает из наблюдения, что необходимость изменения смысла копирую­щей операции почти всегда подразумевает, что ( l ) какое бы управление ресурсами ни­выполнялось в одной копирующей операции, вероятно, такое же управление ресурсамипотребуется и во второй копирующей операции; и (2) деструктор класса также долженучаствовать в управлении ресурсами (обычно - освобождать их). Классическим управ­ляемым ресурсом является память, и именно поэтому все классы стандартной библио­теки, управляющие памятью (например, контейнеры STL, управляющие динамическойпамятью), объявляют всю "большую тройку": обе копирующие операции и деструктор.Следствием правила большой тройки является то, что наличие пользовательскогодеструктора указывает на вероятную неприменимость простого почленного копирова­ния для копирующих операций класса.

Это, в свою очередь, предполагает, что если классобъявляет деструктор, то копирующие операции, по всей вероятности, не должны гене­рироваться автоматически, так как они будут выполнять неверные действия. Во временапринятия С++98 важность этих рассуждений не была оценена должным образом, такчто в С++98 наличие пользовательского деструктора не влияло на генерацию компиля­торами копирующих операций. Это правило перешло и в С++ 1 1 , но только потому, чтоограничение условий, при которых могут автоматически генерироваться копирующиеоперации, сделает некомпилируемым слишком большое количество старого кода.Однако рассуждения, лежащие в основе "правила большой тройки': остаются в силе,и это, в сочетании с наблюдением, что объявление копирующей операции исключает не­явную генерацию перемещающих операций, обосновывает тот факт, что С++ 1 1 не гене­рирует операции перемещения для класса с пользовательским деструктором.Таким образом, перемещающие операции генерируются (при необходимости)для классов, только если выполняются три следующие условия:•в классе не объявлены никакие копирующие операции;•в классе не объявлены никакие перемещающие операции;•в классе не объявлен деструктор.В некоторый момент аналогичные правила могут быть распространены на копиру­ющие операции, поскольку C++ l l выступает против автоматической генерации копи­рующих операций для классов, объявляющих копирующую операцию или деструктор.Это означает, что если у вас есть код, зависящий от генерации копирующих операцийв классе с объявленным деструктором или одной из копирующих операций, то вы долж­ны рассмотреть обновление таких классов для устранения указанной зависимости.

Характеристики

Список файлов книги