C/C++编程：避免无用的缺省构造函数

客官°小女子只卖身不卖艺 2023-01-12 11:41 93阅读 0赞

构造函数能够初始化对象，而缺省构造函数能够不利用任何在建立对象时的外部数据就能初始化对象，这很方便，但是有时候是不合理的。

举个例子，有一个类，它表示公司的设备，这个类包含一个ID代码，这个ID代码被强制作为构造函数的参数：

class EquipmentPiece{
        public:
            EquipmentPiece(int IDNumber);
            ...
    };

因为EquipmentPiece类没有一个缺省构造函数，所以在三种情况下使用它，就会遇到问题。

(1) 建立数组时。

一般来说，没有一种方法能够在建立对象数组时给构造函数传递参数。所以在通常情况下，不可能建立EquipmentPiece对象数组

EquipmentPiece bestPiese[10];                       //错误，没有正确调用EquipmentPiece构造函数
    EquipmentPiece *bestPieces = new EquipmentPiece[10];  //错误，没有正确调用EquipmentPiece构造函数

不过有三种方法能够绕开这个限制：

*  对于non-heap array的一种方法是在数组定义时提供必要的参数（不过很遗憾，这种方法不能用到heap-array的定义上）

int ID1, ID2, ... ID10; //存储设备ID好的变量
    ...
    EquipmentPiece bq[] = {
    
        EquipmentPiece(ID1),
        EquipmentPiece(ID2),
        ...
    };  //OK

*  一个更通用的方法是利用指针数组来代替一个对象数组

typedef EquipmentPiece *PEP; //PEP指针指向一个EquipmentPiece 对象
    PEP pep[10];   //正确，没有调用构造函数
    PEP *pep = new PEP[10]; //也正确
    
    //-----重新赋值------
    for(int i = 0; i < 10; i++){
        pep[i] = new EquipmentPiece [ID Number];
    };

不过这种方法有两个缺点：

第一：必须删除数组中每个指针所指对象。如果你忘记了，就会发生内存泄漏

第二：增加了内存分配量。因为正如需要空间来容纳EquipmentPiece 对象一样，也需要空间来容纳指针

*  如果你为数组分配了raw memory，你就可以避免浪费内存。使用placement new方法在内存中构造EquipmentPiece 对象

// 为大小为10的数组，分配足够的内存
    void * rawMemory = operator new[](10*sizeof(EquipmentPiece ));
    
    EquipmentPiece *bestPieces = static_cast<EquipmentPiece *>(rawMemory);
    
    for(int i = 0; i < 10; i++){
        new(&bestPieces[i])EquipmentPiece(ID member);   //实际上并不能绕过对构造函数参数的需求
    }
    
    //必须手动调用数组对象的析构函数，然后调用delete[]删除rawMemory 
    // 以构造bestPieces 相反的顺序析构
    for(int i = 9; i >= 0; i--){
        bestPieces[i].~EquipmentPiece();
    }
    operator delete[](rawMemory );

(2) 如果类没有定义缺省构造函数，它们就无法在许多基于模板的容器类中使用。因为实例化一个模板时，模板的类型参数应该提供一个缺省构造函数。这时一个常见的要求。这个要求总是来自模板内部，被建立的模板参数类型数组里。比如一个数组模板类

template<class T>
    class Array{
        public:
            Array(int size);
        private:
            T *data;
    };
    
    
    template<class T>
    Array<T>::Array(int size){
        deta = new T[size];  // 为每个元素依次调用T::T();
    }

在大多数情况下，通过仔细设计模版可以杜绝对缺省构造的需求。比如vector就没有缺省构造要求。但是很多模板类就没有仔细设计，这样，没有缺省构造函数的类就不能与很多模板兼容。

最后一点是在设计虚基类时所面临的要提供缺省构造函数还是不提供缺省构造函数的两难决策。不提供缺省构造函数的虚基类，很难与其进行合作。因为几乎所有的派生类在实例化时都必须给虚基类构造函数提供参数。这就要求所有由没有缺省构造函数的虚基类继承下来的派生类（无论多远）都必须知道并理解提供给虚基类构造函数的参数的含义。

因为这些强加于没有缺省构造函数的类上的种种限制，一些人认为所有的类都应该有缺省构造函数，即使缺省构造函数没有足够的数据来完成初始化一个对象。比如：

class EquipmentPiece{
        public:
            EquipmentPiece(int IDNumber); 
            ...
        private:
            static const int UNSPECFIED;  //值代表ID不确定
    };

这样改可能会带来麻烦，因为不再能确保EquipmentPiece对象进行了有意义的初始化。假如它建立一个一个ID没有意义的EquipmentPiece对象，那么大多数成员函数必须检测ID是否存在（导致效率变低、可执行文件或库变得更大），如果不存在，必须怎么处理.......

如果一个类的构造函数能够确保所有的部分都被正确初始化，所有这些弊病都能避免。缺省构造函数一般不会提供这种保证，所以它们可能使类变得没有意义，应该尽量避免使用它们。

简单来说，就是**避免构造无意义的类**