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Constructor and Copy Control
目录
- 构造函数
- 初始化列表
- 委派构造函数
- 转换构造函数
- 拷贝控制
- 拷贝构造函数
- 拷贝赋值运算符
- 析构函数以及三者之间的联系
构造函数
初始化列表
初始化列表(Constructor Initializer List)其实是我比较常用的，但是我之前的理解有很多误区，这里对它进行一些深入的讨论。
初始化列表的功能与在构造函数体内直接赋值是没有任何区别的，比如说下面用初始化列表的代码：
Sales_data::Sales_data(const string &s, unsigned int cnt, double price): bookNo(s), units_sold(cnt), revenue(cnt * price){}
与
Sales_data::Sales_data(const string &s, unsigned int cnt, double price){
bookNo = s;
units_sold = cnt;
revenue = price * cnt;
}
在功能上没有任何区别。我之前也是认为两者完全等价，甚至还更加偏向于第二种写法，因为感觉格式要好看一点。实际上，两者在性能上是不相同的。
构造函数的执行顺序，是首先执行初始化列表，继而执行构造函数体内的赋值语句。需要注意的是，即使初始化列表为空，编译器仍然会首先对各个成员变量进行默认的初始化操作，因此相对于第一种版本，第二种版本不仅没有剩下执行初始化列表的时间，还增加了函数体内的变量赋值的开销。如果成员变量是一个较大的类类型的话，两者的时间开销差别还是蛮大的。
因此，应该尽量使用初始化列表来对成员变量进行初始化操作，这样可以获得更优的性能。实际上，在一些情况下，必须使用初始化列表。
对于某一些类型的变量，比如常量变量(const)，或者（左值）引用变量，只能进行初始化操作而不能进行赋值操作。如果一个类含有这些成员变量，则必须使用初始化列表对它们进行初始化。此外，如果一个成员变量是没有默认构造函数的类类型，也必须使用初始化列表对它进行初始化。从这里应该可以看出，尽管在多数情况下都可以忽略，但是初始化和赋值其实是两种不同的操作。
初始化列表的执行顺序问题。
初始化列表的执行顺序并非是按列表中变量的先后次序，而是按照变量在类定义的次序。因此，下面的代码是存在问题的：
class X {
private:
int i;
int j;
public:
// undefined: i is initialized before j
X(int val): j(val), i(j) { }
};
其中，初始化列表中i首先被初始化为j，然后再对j进行初始化，但是对i进行初始化时j还是未定义的，就有可能导致后续的错误。
基于上面的讨论，初始化列表的次序最好与成员变量的定义次序相同，并且最好不要用一个成员变量去初始化另一个成员变量，这样就可以避免可能的错误。比如说下面的代码就不存在初始化列表的执行次序问题了：
X(int val): j(val), i(val){}
委派构造函数
在我写代码的时候，也经常存在这样的需要，即一个构造函数是另一个更加详细的构造函数的子集，或者部分操作。这个时候我就不想全部重新写一遍，看起来也不好看，最好的办法就是在后者中调用前者，这就是委派构造函数(delegating constructor)——这个名字应该是指将一部分工作委派给另一个构造函数完成。
委派构造函数的语法也很简单，只需要在:后面，本来初始化列表的位置调用被委派的构造函数即可。被委派的构造函数(delegated constructor)的初始化列表和函数体都会相继被执行，之后再执行委派构造函数(delegating constructor)的剩余部分。下面的代码就是委派构造函数的一个例子：
class Sales_data {
public:
// nondelegating constructor initializes members from corresponding arguments
Sales_data(std::string s, unsigned cnt, double price): bookNo(s), units_sold(cnt), revenue(cnt*price) {}
// remaining constructors all delegate to another constructor
Sales_data(): Sales_data("", 0, 0) {}
Sales_data(std::string s): Sales_data(s, 0,0) {}
Sales_data(std::istream &is): Sales_data(){ read(is, *this); }
};
转化构造函数
转化构造函数是一类特殊的构造函数，它只含有一个参数，参数的类型可以是类本身（此时就是拷贝构造函数了，将在后面提到），也可以是其他类型。它的特殊性在于，转化构造函数定义了隐式的类型转化方法，即从参数的类型转化到当前的类类型。
比如说我可以定义一个Mystring类型，它基本沿用std::string的基本方法，但是增加一个构造函数，将输入的整型转化为对应的字符串，如下：
class Mystring{
public:
string str;
Mystring() = default;
//converting constructor
Mystring(int num): str(to_string(num)){}
}
这样，在任何期望一个Mystring类型变量的位置，都可以传入一个int类型，编译器会自动调用上面定义的转换构造函数，从该int类型构造出一个Mystring类对象。
例如存在一个外部函数，接收一个Mystring类型的对象作为参数，打印出其中的字符串信息：
void print(Mystring mystr){
cout << mystr.str << endl;
}
print(2020);//this call is perfectly legal
完全可以对该函数传入一个整型的变量，此时编译器会自动调用转换构造函数，从该整型变量构造出一个Mystring类型变量，作为函数的参数。实际上，在Mystring对象初始化的时候，还可以采用下面的方式：
Mystring mystr = 2020;//copy initialization
这种初始化方式称为拷贝初始化(copy initialization)，与直接初始化存在一些区别。在上面的语句中，编译器也会调用转化构造函数，因此该语句与
Mystring mystr(2020);//direct initialization
这样的直接初始化完全等效。与上面类似，甚至可以直接使用int型变量对Mystring对象进行赋值。
从上面也可以看出，转化构造函数是存在一些隐患的，比如说Mystring str = 2020;这样的语句看起来多少让人看起来有一些迷惑。为了避免这种歧义性，可以手动避免转化构造函数的隐式类型转化，只需要在转化构造函数的声明前面添加explicit关键字即可。
class Mystring{
public:
string str;
explicit Mystring(int num): str(to_string(num)){}
//other functions
这样，就可以避免隐式类型转化了。如果需要将int转化为Mystring类型，就必须显式调用(explicit)转化构造函数才行。实际上，之前我已经多次遇到转化构造函数了，只是我当时并不知道而已。
例如std::string存在一个将const char*转化为string的构造函数，因此存在下面的string初始化与函数调用语句：
string str = "Study hard tomorrow."; //legal
int num = stoi("2020"); //legal, implicit convert "2020" to string.
同理，vector类中存在一个构造函数，可以指定vector的初始大小，传入的参数是一个int变量。但是并不可以这样初始化vector:
vector<int> iVec = 2020; //illegal, this constructor is explicit
vector<int> iVec(2020); //legal, explicit initialization
用一个整型变量给vector赋值，这看起来也太怪了，存在不少的歧义性，因此这个构造函数被标记为explicit了。
需要注意的是，explicit关键字只能出现在类构造函数声明的位置，如果该构造函数在类声明体外部被定义，则不能再次添加explicit关键字了。
//error: explicit allowed only on a constructor declaration in a class header
explicit Mystring::Mystring(int num){
...
}