3.1 实现默认函数和删除函数

在C++中，类具有特殊成员（构造函数、析构函数和赋值操作符），这些成员可以由编译器默认实现，也可以由开发人员提供。但是，编译器默认实现的规则有点复杂，当然这也可能会导致问题。另外，开发人员有时希望防止对象以特定的方式被复制、移动或构造，方法是利用不同的技巧来实现这些特殊成员函数。C++11标准简化了其中的许多函数，允许以我们即将在下面看到的方式实现默认函数或删除函数。

3.1.1 准备工作

阅读此节内容，需要熟悉以下概念：

❍ 特殊成员函数（默认构造函数、析构函数、复制构造函数、移动构造函数、复制赋值操作符、移动赋值操作符）。

❍ 可复制概念（类具有复制构造函数和复制赋值操作符，使创建副本成为可能）。

❍ 可移动概念（类具有移动构造函数和移动赋值操作符，使移动对象成为可能）。

记住这一点后，我们来学习如何定义默认函数和删除函数。

3.1.2 使用方式

使用以下语法指定函数应该如何处理：

❍ 要设置默认函数，请使用=default代替函数体。只有具有default特性的特殊类成员函数才能使用=default：

❍ 如果要删除函数，请使用=delete代替函数体，它可以删除任何函数，包括非成员函数：

使用上述功能可以实现各种设计目标，例如以下示例：

❍ 要实现不可复制且隐式不可移动的类，请将复制构造函数和复制赋值操作符声明为已删除：

❍ 要实现不可复制但可移动的类，请将复制操作符声明为已删除，并显式地实现移动操作符（且提供所需的任何其他构造函数）：

❍ 为了确保函数只能使用特定类型的对象调用，并防止类型提升，请为该函数提供已删除的重载（以下自由函数的示例也可应用于任意类成员函数）：

3.1.3 工作原理

类有几个特殊的成员，默认情况下，这些成员可以由编译器实现，它们是默认构造函数、复制构造函数、移动构造函数、复制赋值操作符、移动赋值操作符和析构函数（有关移动语义的讨论，请参阅9.9节内容）。如果没有手动实现它们，那么编译器就会默认实现它们，以便可以创建、移动、复制和销毁类的实例。但是，如果显式地提供一个或多个这类特殊方法，根据以下规则编译器将不会生成其他方法：

❍ 如果存在用户自定义的构造函数，则不会生成默认构造函数。

❍ 如果存在用户自定义的虚析构函数，则不会生成默认析构函数。

❍ 如果存在用户自定义的移动构造函数或移动赋值操作符，则默认不会生成复制构造函数和复制赋值操作符。

❍ 如果存在用户自定义的复制构造函数、移动构造函数、复制赋值操作符、移动赋值操作符或析构函数，则默认不会生成移动构造函数和移动赋值操作符。

❍ 如果存在用户自定义的复制构造函数或析构函数，则默认会生成复制赋值操作符。

❍ 如果存在用户自定义的复制赋值操作符或析构函数，则默认会生成复制构造函数。

有时，开发人员需要提供这些特殊成员的空实现或隐藏它们，防止以特定方式创建类的实例，一个典型的示例是使一个不应该被复制的类可复制。这方面的经典方法是提供默认构造函数，并隐藏复制构造函数和复制赋值操作符。虽然这样做有效，但显式定义的默认构造函数可以确保该类不再被认为是普通的，因此不再被认为是POD类型。目前的替代方法是使用delete，如上一小节所示。

当编译器在函数定义中遇到=default时，它将提供默认实现，前面提到的特殊成员函数的规则仍然适用。当且仅当函数是内联函数时，函数可以在类的外部声明为=default：

默认实现有几大好处，包括：

❍ 它比显式的更有效。

❍ 非默认实现，即使是空的，也被认为是非普通的。这会影响类型的语义，从而变得不普通（因此，也就变为非POD类型）。

❍ 不需要用户编写显式的默认实现。例如，如果存在用户自定义的移动构造函数，则编译器默认不提供复制构造函数和复制赋值操作符。但是，用户仍然可以显式使用默认函数，并要求编译器提供它们，这样就不必手动执行了。

当编译器在函数定义中遇到=delete时，它将阻止调用该函数。但是，在重载解析过程中仍然会考虑该函数，并且只有当删除的函数是最佳匹配函数时，编译器才会生成错误。例如，前面示例中run()函数提供的重载只能使用long参数，使用其他任何类型（包括int，它通过自动类型提升被提升为long）的参数调用函数会将已删除的重载确定为最佳匹配函数，因此编译器将生成错误：

注意，之前声明的函数不能被删除，因为=delete定义必须是编译单元中的第一个声明：

对于类的特殊成员函数，经验法则（也称为“五法则”）是这样描述的：如果显式定义任何复制构造函数、移动构造函数、复制赋值操作符、移动赋值操作符或析构函数，则必须显式定义或默认所有这些构造函数。

用户自定义的析构函数、复制构造函数和复制赋值操作符是必需的，因为在各种情况下（例如将参数传递给函数）对象都是从副本构造的。如果它们不是用户自定义的，则由编译器提供，但它们的默认实现可能是错误的。如果类管理资源，那么默认实现执行浅拷贝，这意味着它复制资源句柄的值（例如指向对象的指针），而不是资源本身。在这种情况下，用户自定义的实现必须执行深拷贝来复制资源，而不是复制资源句柄。此时，移动构造函数和移动赋值操作符的出现是必要的，因为它们意味着性能的提高。缺少这两者也不算错误，只是会错过优化机会。

3.1.4 延伸阅读

❍ 阅读3.9节，以了解如何使用std::invoke()和所提供参数调用可调用对象。 htlVZvGRGUBHbx1liVcNpihVX0f4edAmzja1i3UqVbQEou9fTB0xAjQGzx5iIsyY