C++11 之 " = delete "
1 缺省函数
设计一个类,没有成员函数 (member function),只有成员数据 (member data)
class DataOnly { private: std::string strName; // member data int iData; };
1.1 特殊成员函数
C++98 编译器会为其隐式的产生四个函数:缺省构造函数,析构函数;拷贝构造函数,拷贝赋值算子
而 C++11 编译器,除了产生这四个函数外,还会多产生两个函数:移动构造函数,移动赋值算子
class DataOnly { public: DataOnly () // default constructor ~DataOnly () // destructor DataOnly (const DataOnly & rhs) // copy constructor DataOnly & operator=(const DataOnly & rhs) // copy assignment operator DataOnly (const DataOnly && rhs) // C++11, move constructor DataOnly & operator=(DataOnly && rhs) // C++11, move assignment operator };
1.2 两个实现形式
缺省构造函数,是为了初始化类的成员数据,相当于如下形式:
DataOnly::DataOnly(const DataOnly &orig): strName(orig.strName), iData(orig.iData) { }
而拷贝赋值算子的实现,则相当于如下形式:
DataOnly& DataOnly::operator=(const DataOnly &rhs) { strName = rhs.strName; // calls the string::operator= iData = rhs.iData; // uses the built-in int assignment return *this; // return a reference to this object }
结尾为何返回 *this,可以参见另一篇博文 C++ 之 重载赋值操作符 中的 “1.1 链式赋值”
2 禁止缺省函数
作为开发者,如果不想让用户使用某个类成员函数,不声明该函数即可;但对于由编译器自动产生的特殊成员函数 (special member fucntions),则是另一种情况。
例如,设计一个树叶类,如下所示:
class LeafFromTree{ ... };
莱布尼茨说过,“世上没有两片完全相同的树叶” (Es gibt keine zwei Blätter, die gleich bleiben),因此,对于一片独一无二的树叶,下面的操作是错误的。
LeafFromTree leaf1; LeafFromTree leaf2; LeafFromTree Leaf3(Leaf1); // attempt to copy Leaf1 — should not compile! Leaf1 = Leaf2; // attempt to copy Leaf2 — should not compile!
由以上代码可知,此时需要避免使用 “拷贝构造函数” 和 “拷贝赋值算子”
2.1 私有+不实现
C++98 中,可声明这些特殊成员函数为私有型 (private),且不实现该函数,具体如下:
class LeafFromTree{ private: LeafFromTree( const LeafFromTree& ); // not defined LeafFromTree & operator=( const LeafFromTree& ); // not defined };
程序中如果调用了 LeafFromTree 类的拷贝构造函数 (或拷贝赋值操作符),则在编译时,会出现链接错误 (link-time error)
为了将报错提前到编译时 (compile time),可增加了一个基类 Uncopyable,并将拷贝构造函数和拷贝赋值算子声明为私有型
class Uncopyable { protected: Uncopyable() {} // allow construction and destruction of derived objects... ~Uncopyable() {} private: Uncopyable(const Uncopyable&); // ...but prevent copying Uncopyable& operator=(const Uncopyable&); };
而 LeafFromTree 则私有继承自 Uncopyable 基类
// class no longer declares copy ctor or copy assign operator class LeafFromTree: private Uncopyable { };
2.2 delete 关键字
C++11 中比较简单,只需在想要 “禁止使用” 的函数声明后加 “= delete”,需要保留的则加 "= default" 或者不采取操作
class LeafFromTree{ public: LeafFromTree() = default; ~LeafFromTree() = default; LeafFromTree( const LeafFromTree& ) = delete; // mark copy ctor or copy assignment operator as deleted functions LeafFromTree & operator=( const LeafFromTree &) = delete; };
3 delete 的扩展
C++11 中,delete 关键字可用于任何函数,不仅仅局限于类成员函数
3.1 函数重载
在函数重载中,可用 delete 来滤掉一些函数的形参类型,如下:
bool isLucky(int number); // original function bool isLucky(char) = delete; // reject chars bool isLucky(bool) = delete; // reject bools bool isLucky(double) = delete; // reject doubles and floats
这样在调用 isLucky 函数时,如果参数类型不对,则会出现错误提示
if (isLucky('a')) … // error ! call to deleted function if (isLucky(true)) … // error ! if (isLucky(3.5)) … // error !
3.2 模板特化
在模板特例化中,也可以用 delete 来过滤一些特定的形参类型。
例如,Widget 类中声明了一个模板函数,当进行模板特化时,要求禁止参数为 void* 的函数调用。
如果按照 C++98 的 “私有不实现“ 思路,应该是将特例化的函数声明为私有型,如下所示:
class Widget { public: template void processPointer(T* ptr) { … } private: template<> void processPointer(void*); // error! };
问题是,模板特化应该被写在命名空间域 (namespace scope),而不是类域 (class scope),因此,该方法会报错。
而在 C++11 中,因为有了 delete 关键字,则可以直接在类域外,将特例化的模板函数声明为 delete, 如下所示:
class Widget { public: template void processPointer(T* ptr) { … } }; template<> void Widget::processPointer(void*) = delete; // still public, but deleted
这样,当程序代码中,有调用 void* 作形参的 processPointer 函数时,则编译时就会报错。
小结:
1) Prefer deleted functions to private undefined ones
2) Any function may be deleted, including non-member functions and template instantiations
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