default constructor

• default constructor只有在被编译器需要时，才会被合成出来，且合成出的constructor只执行编译器所需要的行动(并不对成员初始化)

含有default constructor的member class object

• 在c++各个不同的编译模块（文件）中，编译器将合成的default constructor、copy constructor、destructor、assignment copy operator都用inline方式完成来避免合成多个default constructor
• 若一个class没有任何constructor，而其内含的member object有default constructor，编译器则需要为此class合成default constructor

//B内含A
class A {
    public:
    	A();
    	A(int);
    ...
}

class B{
    public:
    B a;
    char* str;
}

//由于A有default constructor,而B内含A且B没有任何constructor,因此编译器需要为B合成一个default constructor,让其来调用A的default constructor处理B::a

//此处B中被合成的default constructor样子
inline
B::B()
{
    a.A::A();
}

• 若class B中内含有一个及以上的member class objects，那么class B中的每一个constructor必须调用每一个member class的default constructor；如果是多个，编译器安插代码，会按照member objects在class中声明顺序来调用对应的constructor。因此，编译器会扩张已存在的constructor，在其中安插必要代码，使其先调用member class的default constructor

  //若我们为B写一个default constructor让其初始化str
  B::B() { str = 0; };
  
  //此时会出现一个问题，那就是B中已经存在一个我们写的default constructor,编译器不能为其再合成一个,那么我们便没法调用a的constructor。
  //此时，编译器会扩张已存在的constructor，在其中安插必要代码，使其先调用member class的default constructor
  
  //扩张后的B的default constructor内部结构
  B::B()
  {
      a.A::A();
      str = 0;
  }
  

含有default constructor 的 base class

• 一个没有任何constructor的class派生自含有default constructor的base class，编译器会调用上层的default constructor，为derived class合成default constructor；若base class含有许多constructors，但没有default constructor，编译器会扩张每一个constructor，安插必要代码，以此调用必要的default constructor。因为存在其他constructors，并不会合成default constructor

含有virtual functions的 class

class A
{
    public:
    	virtual void do() = 0;
}

void do( const A& a ) { a.do(); };

void act()
{
    //B和C派生自A
    B b;
    C c;
    
    do( b );
    do( c );
}

• 此时编译器会产生两个扩张行为：

  • virtual function table被编译器产出，其中存放virtual functions地址
  • 每一个class object中，vptr会被编译器合成，内含与之相关的vtbl地址

• 并且，a.do()的virtual invocation会被改写

  //原本a.do()
  ( *a.vptr[1] )( &a )
  

  • 1表示do()在vtbl中的固定索引
  • &a表示交给被调用的do()实例的this指针

• 为了让以上机制发挥效果，编译器必须为base和其derived class object的vpty设定初值，指向相关的virtual table地址。这样的任务会交给constructor做扩张

含有virtual base class的class

• 由于在编译期时，virtual base class在每一个derived class object内存布局中位置不能够确定，因此编译器需要合成default constructor，在derived class object中的每一个virtual base classes中安插一个指针，以此确定其位置

copy constructor

default memberwise initialization

• 以下三种情况会以一个object的内容作为另一个class object的初值：

  • 显示地以一个object内容作为另一个class object的初值

  • object被当做参数传给某函数

  • 函数传回class object

    //第一种
    class A {...};
    A a;
    
    A aa = a;
    
    //第二种
    void do1( A a );
    
    void do2()
    {
        A aa;
        
        foo(aa);
    }
    
    //第三种
    A do3()
    {
        A a;
        return a;
    }
    

• 若一个class object没有explict copy constructor，而当class object以相同的class的另一个object作为初值时，此class object内部会把每一个内部或derived的data member的值，从另一个object拷贝一份到自己这，再以递归的方式进行memberwise initialization，但它并不拷贝member class object

• memberwise initialization这一机制由bitwise copy semantics和default copy constructor实现，当class不展现bitwise copy semantics，编译器才会合成default copy constructor

• 位拷贝（浅拷贝/bitwise copy semantics）：编译器只是直接将data member的值或指针的值拷贝过来，并不拷贝member class object；也就是说这会导致多个指针指向同一对象

不展现bitwise copy semantics

• 以下四种情况不会展现bitwise copy semantics：
  • class内含member object，而后者的class声明了copy constructor
  • class继承自base class，而base class声明了copy constructor
  • class声明一个及以上virtual functions
  • class派生自一个继承串链，其中含有一个及以上virtual base classes

对于第一、第二种情况

• 若clas