C++11中delete和default的用法詳解

更新時間：2023年08月31日 08:31:35 作者：飛鳶逐浪

這篇文章主要為大家詳細介紹了C++11中delete和default的具體用法,文中的示例代碼簡潔易懂,具有一定的學習價值,感興趣的小伙伴可以了解下

1 特殊成員函數

一個類，當只有數據成員時，C++98 編譯器會隱式的產生四個函數：缺省構造函數，析構函數，拷貝構造函數和拷貝賦值算子，稱為特殊成員函數

class DataOnly {
private:
    int  data_;
};

C++11 中，還有額外的兩個特殊成員函數：移動構造函數和移動賦值算子

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
};

2 禁止編譯器合成函數

作為開發(fā)者，如果不想讓用戶使用某個成員函數，不聲明即可；但對于特殊成員函數，則是另一種情況

例如，設計一個樹葉類

class LeafOfTree{ 
  // ... 
};

萊布尼茨說過，"世上沒有兩片完全相同的樹葉" (Es gibt keine zwei Blätter, die gleich bleiben)，因此，對于一片獨一無二的樹葉，下面的操作是錯誤的：

LeafOfTree  leaf1;
LeafOfTree  leaf2;
LeafOfTree  leaf3(leaf1);     // attempt to copy Leaf1 — should not compile!
Leaf1 = Leaf2;               // attempt to copy Leaf2 — should not compile!

此時，需要避免使用 "拷貝構造函數" 和 "拷貝賦值算子"

2.1 私有+不實現

C++98 中，可聲明這些特殊成員函數為私有型 (private)，且不實現該函數，具體如下：

class LeafOfTree{
private:
    LeafOfTree( const LeafOfTree& );    　　　　　　 // not defined
    LeafOfTree & operator=( const LeafOfTree& );    // not defined
};

程序中如果調用了 LeafOfTree 類的拷貝構造函數 (或拷貝賦值操作符)，則在編譯時，會出現鏈接錯誤 (link-time error)

為了將報錯提前到編譯時 (compile time)，可增加一個基類 Uncopyable，并將拷貝構造函數和拷貝賦值算子聲明為私有型，具體可參見《Effective C++》3rd item 6

在較早的谷歌 C++ 編碼規(guī)范中，使用了一個宏來簡化，如下：

// A macro to disallow the copy constructor and operator= functions 
// This should be used in the priavte:declarations for a class
   #define    DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(TypeName) \
   TypeName(const TypeName&);                \
   TypeName& operator=(const TypeName&)

2.2 delete 關鍵字

C++11 中，可在 "禁止使用" 的特殊成員函數聲明后加 "= delete"，而需要保留的加 "= default" 或不采取操作，能夠達到"私有+不實現"的同等效果

class LeafOfTree{
public:
　　LeafOfTree() = default;
　　~LeafOfTree() = default;
　　LeafOfTree(const LeafOfTree&) = delete;　　// mark copy ctor or copy assignment operator as deleted functions
　　LeafOfTree & operator=(const LeafOfTree&) = delete; 
};

3 delete 的擴展

C++11 中，delete 關鍵字可用于任何函數，不僅僅局限于類成員函數

3.1 函數重載

在函數重載中，可用 delete 來濾掉一些函數的形參類型，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

這樣在調用 IsLucky 函數時，如果參數類型不對，則會出現錯誤提示

if (IsLucky('a')) …     // error !    call to deleted function
if (IsLucky(true)) …    // error !
if (IsLucky(3.5)) …     // error !

3.2 模板特例化

在模板特例化中，也可以用 delete 來過濾一些特定的形參類型。

例如，Widget 類中聲明了一個模板函數，當進行模板特化時，要求禁止參數為 void* 的函數調用。

如果按照 C++98 的 "私有+不實現" 思路，應該是將特例化的函數聲明為私有型，如下：

class Widget {
public:
    template<typename T>
    void ProcessPointer(T* ptr) { … }
private:
    template<>             
    void ProcessPointer<void>(void*);    // error!
};

問題是，模板特例化應當被寫在命名空間域 (namespace scope)，而不是類域 (class scope)，因此，該方法會報錯。

而 C++11 中，因為有 delete 關鍵字，則可直接在類域外，將特例化的模板函數聲明為 delete，如下：

class Widget {
public:
    template<typename T>
    void ProcessPointer(T* ptr) { … }
};
template<> 
void Widget::ProcessPointer<void>(void*) = delete; // still public, but deleted

這樣，當程序代碼中，有調用 void* 作形參的 ProcessPointer 函數時，編譯時就會報錯。