如何禁止C++默认成员函数

发表于 2016-03-02 | 分类于 C++ | 阅读次数 17

前言

前几天在一次笔试过程中被问到C++如何设计禁止调用默认构造函数，当时简单的想法是直接将默认构造函数声明为private即可，这样的话对象的确不能直接调用。之后查阅了《Effective C++》之后得到了比较详尽的解释。

了解C++的默认行为

当我们创建空类时，C++默认给我们生成了四种成员函数：

构造函数
析构函数
拷贝构造函数(copy)
重载=的拷贝函数(copy assignment)

因此，当你写下如下的代码：

1	class Empty{};

那么编译器会自动生成：

class Empty{

public:

    Empty(){...}                              //default构造函数

    Empty(const Empty& rhs){...}              //copy构造函数

    ~Empty(){...}                             //析构函数

    Empty& operator=(const Empty& rhs){...}   //copy assignment操作符

};

至于copy构造函数和copy assignment操作符是不是有效取决于类的成员变量，例如：如果类成员有const变量或者引用，那么是不能重新赋值的。

拒绝使用编译器自动生成函数

书中提到了一个实际的应用场景。在房子销售时，每一套房子都是独一无二的（地理位置，装修等等），那么显然我们不想让别人使用拷贝构造函数或者copy assignment操作符。但是如果我们不写，那么编译器会自动生成。如果我们写了就会可能让别人利用。那么该怎么办呢？

首先我们最自然的想法就是把这两个函数声明为私有，这样别人调用的时候可能会报错。我们的直觉是正确的。确实这样做可以行得通。于是我们如此写到：

class HomeForSale{

public:

    ...

private:

    HomeForSale(const HomeForSale& hfs){...}

    HomeForSale& operator=(const HomeForSale& hfs){...}

};

当然那么做并不是万事大吉了。因为member函数和友元函数仍然能调用私有成员函数。那么你可能又想到答案：我们无需定义成员函数，只需声明即可：

class HomeForSale{

public:

    ...

private:

    HomeForSale(const HomeForSale&);

    HomeForSale& operator=(const HomeForSale&);

};

那么member成员函数和友元函数调用时，在编译阶段没问题，在链接阶段会报错。那么还有没有更好的方案能够让代码在编译阶段就能检测出错误呢？答案是肯定的。

我们为此建立一个基类：

class Uncopyable{

protected:

    Uncopyable(){}                            //允许derived对象的构造和解析

    ~Uncopyable(){}

private:

    Uncopyable(const Uncopyable&);            //但阻止copying

    Uncopyable& operator=(const Uncopyable&);

};

那么，为了阻止HomeForSale被拷贝，我们只需继承Uncopyable：

class HomeForSale:private Uncopyable{

    ...

};

C++11提出更为简洁的解决方案：

class HomeForSale{

public:

    HomeForSale(const HomeForSale&) = delete;

    HomeForSale& operator=(const HomeForSale&) = delete;

};

总结

为驳回编译器自动生成的成员函数，可将相应成员函数声明为private并且不予实现。或者使用像Uncopyable这样的基类。或者使用C++11的新特性。
在boost也有这样的基类:noncopyable。