Почленная инициализация *
Инициализация одного объекта класса другим объектом того же класса, как, например:
Account oldAcct( "Anna Livia Plurabelle" );
Account newAcct( oldAcct );
называется почленной инициализацией по умолчанию. По умолчанию – потому, что она производится автоматически, независимо от того, есть явный конструктор или нет. Почленной – потому, что единицей инициализации является отдельный нестатический член, а не побитовая копия всего объекта класса.
Такую инициализацию проще всего представить, если считать, что компилятор создает специальный внутренний копирующий конструктор, где поочередно, в порядке объявления, инициализируются все нестатические члены. Если рассмотреть первое определение нашего класса Account:
class Account {
public:
// ...
private:
char *_name;
unsigned int _acct_nmbr;
double _balance;
};
то можно представить, что копирующий конструктор по умолчанию определен так:
inline Account::
Account( const Account &rhs )
{
_name = rhs._name;
_acct_nmbr = rhs._acct_nmbr;
_balance = rhs._balance;
}
Почленная инициализация одного объекта класса другим встречается в следующих ситуациях:
- явная инициализация одного объекта другим:
- передача объекта класса в качестве аргумента функции:
- передача объекта класса в качестве возвращаемого функцией значения:
- определение непустого последовательного контейнера:
- вставка объекта класса в контейнер:
Account newAcct( oldAcct );
extern bool cash_on_hand( Account acct );
if ( cash_on_hand( oldAcct ))
// ...
extern Account
consolidate_accts( const vector< Account >& )
{
Account final_acct;
// выполнить финансовую операцию
return final_acct;
}
// вызывается пять копирующих конструкторов класса string
vector< string > svec( 5 );
(В этом примере с помощью конструктора string по умолчанию создается один временный объект, который затем копируется в пять элементов вектора посредством копирующего конструктора string.)
svec.push_back( string( "pooh" ));
Для большинства определений реальных классов почленная инициализация по умолчанию не соответствует семантике класса. Чаще всего это случается, когда его член представляет собой указатель, который адресует освобождаемую деструктором память в хипе, как, например, в нашем Account.
В результате такой инициализации newAcct._name и oldAcct._name указывают на одну и ту же C-строку. Если oldAcct выходит из области видимости и к нему применяется деструктор, то newAcct._name указывает на освобожденную область памяти. С другой стороны, если newAcct модифицирует строку, адресуемую _name, то она изменяется и для oldAcct. Подобные ошибки очень трудно найти.
Одно из решений псевдонимов указателей заключается в том, чтобы выделить область памяти для копии строки и инициализировать newAcct._name адресом этой области. Следовательно, почленную инициализацию по умолчанию для класса Account нужно подавить за счет предоставления явного копирующего конструктора, который реализует правильную семантику инициализации.
Внутренняя семантика класса также может не соответствовать почленной инициализации по умолчанию. Ранее мы уже объясняли, что два разных объекта Account не должны иметь одинаковые номера счетов. Чтобы гарантировать такое поведение, мы должны подавить почленную инициализацию по умолчанию для класса Account. Вот как выглядит копирующий конструктор, решающий обе эти проблемы:
inline Account::
Account( const Account &rhs )
{
// решить проблему псевдонима указателя
_name = new char[ strlen(rhs._name)+1 ];
strcpy( _name, rhs._name );
// решить проблему уникальности номера счета
_acct_nmbr = get_unique_acct_nmbr();
// копирование этого члена и так работает
_balance = rhs._balance;
}
Альтернативой написанию копирующего конструктора является полный запрет почленной инициализации. Это можно сделать следующим образом:
1. Объявить копирующий конструктор закрытым членом. Это предотвратит почленную инициализацию всюду, кроме функций-членов и друзей класса.
2. Запретить почленную инициализацию в функциях-членах и друзьях класса, намеренно не предоставляя определения копирующего конструктора (однако объявить его так, как описано на шаге 1, все равно нужно). Язык не дает нам возможности ограничить доступ к закрытым членам класса со стороны функций-членов и друзей. Но если определение отсутствует, то любая попытка вызвать копирующий конструктор, законная с точки зрения компилятора, приведет к ошибке во время редактирования связей, поскольку не удастся найти определение символа.
Чтобы запретить почленную инициализацию, класс Account можно объявить так:
class Account {
public:
Account();
Account( const char*, double=0.0 );
// ...
private:
Account( const Account& );
// ...
};
