C++对象模型（一）：The Semantics of Constructors The Default Constructor （默认构造函数什么时候会被创建出来）

本文是 Inside The C++ Object Model， Chapter 2的部分读书笔记。

C++ Annotated Reference Manual中明确告诉我们： default constructor会在需要的时候被编译器产生出来。注意，这里是编译器需要，而不是程序需要。后来的C++ Standard 95修改了这种说法，但是实质上仍是相同的： For class X, if there is none user declared constrator, one default constructor will be implicitly generated by the Compiler.

但实际上，如果default constructor是trivial（无用的），那么编译器根本就不会产生它！只有一下四种情况，non-trivial default constructor会被产生出来，来保证C++语言的机制能够按照预期工作：

1）带有Default Constructor的Member Class Object

如果该class X 包含有带有默认构造函数的成员class object (member object)，那么编译器需要对此class X合成一个default constructor。不过该合成只在该合成操作真正被调用时。

被合成的这个default constructor，包含有调用这个member class的default constructor的代码，但是它不会初始化它自身其他的成员变量，比如char *str; int data;这些成员变量的初始化时设计者的责任，而不是编译器的职责！

由此有进一步的思考，如果是设计者已经定义了constructor，来初始化比如char *str; int data; 那么编译器如何初始化其他的member class object呢？ 答案就是编译器需要扩张该class的constructor，以按照member class object的声明顺序来调用各个class的default constructor。

2） 带有Default Constructor的Base Class

如果class X继承自一个带有default constructor的class， 那么编译器将为这个class生成non-trivial的default constructor，并且按照base class的顺序逐次调用。

如果user declared 许多constructors，但是没有default constructor（就是没有任何参数的那个constructor），那么编译器不会产生default constructor了。而是扩张每个constructor，使其包含必要的default constructor的扩张代码，比如初始化它的member class object。 参考第一种情况

3） 带有virtual function

对于有virtual function的class，一个virtual function table会被编译器产生出来，存着virtual functions的地址。 而在每一个class的object中，会有一个pointer member（称为vptr）会被编译器生成出来，内容那个class virtual function table的地址。

所以编译器为了使得virtual function的机制生效，必须要为每个这种class的object生成合理的vptr，而vptr的赋值就发上在扩张后的constructors里。如果class没有任何的constructors，那么default constructor会被认为是non-trivial并且会被生成。如果class有constructor/s，那么所有的constructor都会扩张以赋予vptr以合理的值。

4）带有一个virtual base class的class

Virtual base class的实现在不同 的编译器间有极大的差异。共同点就是virtual base class 在其每一个derived class object的位置，在执行期间能够准备妥当。这些工作都要放到constructor中去完成。

总结

  在合成的default constructor中，只有base class subobjects 和member class objects才会初始化。所有其他的nonstatic data member，都不会被初始化，这些工作应该由设计者（程序猿）而不是编译器去完成。