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default、delete 和 explicit

article 2025/3/1 14:14:50

在 C++11 中，增加了几个新的关键字和特性，它们用来更精确地控制类的基本函数（如构造函数、拷贝构造函数、赋值运算符等）。其中，default、delete 和 explicit 都是用于这些基本函数的关键字，目的是让程序员在特定的情况下更加灵活地控制类的行为。

1. `default`：默认函数

概念：

default 关键字用于告诉编译器自动生成某个函数的默认实现。可以用来显式地声明编译器默认的构造函数、拷贝构造函数、赋值运算符和析构函数等。

在某些情况下，如果你没有显式地定义某些基本函数（如构造函数、拷贝构造函数等），编译器会自动生成它们。但是，有时你可能需要明确指定某些函数应该由编译器自动生成，而不是手动实现。default 关键字就是为此设计的。

用法：

默认构造函数：如果你没有显式定义构造函数，编译器会自动生成一个默认构造函数。如果你希望显式地声明一个默认构造函数，可以使用 default。
拷贝构造函数、赋值运算符：如果你没有定义这些函数，编译器会自动生成它们。如果你不想使用编译器生成的实现，可以手动删除它们；如果你希望使用默认实现，可以显式地使用 default。

示例：

class MyClass {
public:
    MyClass() = default;  // 显式指定使用编译器自动生成的默认构造函数
    MyClass(const MyClass&) = default;  // 显式指定使用编译器自动生成的拷贝构造函数
    MyClass& operator=(const MyClass&) = default;  // 显式指定使用编译器自动生成的赋值运算符
    ~MyClass() = default;  // 显式指定使用编译器自动生成的析构函数
};

int main() {
    MyClass obj1;  // 使用默认构造函数
    MyClass obj2 = obj1;  // 使用默认的拷贝构造函数
    obj1 = obj2;  // 使用默认的赋值运算符
}

理解：

如果没有 default，编译器会根据需要自动生成这些函数。但是，当你想显式控制某些函数的行为时，可以使用 default。比如，某些类型的成员变量可能需要特定的初始化，或者拷贝操作需要特定的处理。
使用 default 可以避免编写冗余的代码，也让程序员明确表达出他们希望让编译器自动生成这些函数。

2. `delete`：删除函数

概念：

delete 关键字用于显式地告诉编译器某个函数是不可用的，也就是禁止调用某个函数。常用于禁止拷贝构造函数、赋值运算符等不希望被调用的函数。通常是为了防止对象的拷贝或赋值，或阻止某些操作。

用法：

禁止拷贝构造函数或赋值运算符：可以使用 delete 来禁止编译器自动生成拷贝构造函数或赋值运算符。这在有些场景中是必需的，比如实现单例模式时，防止对象被复制。

示例：

class NoCopy {
public:
    NoCopy() = default;
    
    // 禁止拷贝构造函数和赋值运算符
    NoCopy(const NoCopy&) = delete;
    NoCopy& operator=(const NoCopy&) = delete;
};

int main() {
    NoCopy obj1;
    // NoCopy obj2 = obj1;  // 编译错误：拷贝构造函数被删除
    // obj1 = obj2;  // 编译错误：赋值运算符被删除
}

理解：

在 NoCopy 类中，我们使用 delete 来显式地禁止了拷贝构造函数和赋值运算符。这使得 NoCopy 类型的对象不能被复制或赋值。这是常见的场景，比如 单例模式 或者 资源管理 类（例如 std::unique_ptr）中，用来确保对象的唯一性和防止意外复制。
delete 使得编译器直接报错，而不只是生成一个空实现，避免了不小心使用了被禁用的函数。

3. `explicit`：显式构造函数

概念：

explicit 关键字用于修饰构造函数，防止它在不明确的情况下进行隐式类型转换。没有 explicit 的构造函数可以用来进行隐式类型转换，而带有 explicit 的构造函数不能用于隐式转换。它是用来避免不希望的隐式类型转换或“魔法”行为。

用法：

防止隐式类型转换：如果你有一个构造函数，并且不希望它在某些情况下被自动调用（例如进行隐式类型转换），可以使用 explicit 来禁止隐式转换。

示例：

class MyClass {
public:
    explicit MyClass(int x) { // 显式构造函数
        std::cout << "MyClass constructed with " << x << std::endl;
    }
};

int main() {
    MyClass obj1(10);  // 正常：直接传递参数
    // MyClass obj2 = 10;  // 编译错误：没有隐式构造函数
}

理解：

在没有 explicit 的情况下，MyClass(10) 可以隐式地用作 MyClass 对象的构造，例如 MyClass obj = 10; 这样的代码会尝试隐式地用 10 来构造一个 MyClass 对象。
使用 explicit 后，构造函数就不能进行隐式类型转换了。这样，如果你试图将 10 隐式地转换为 MyClass 对象，编译器会报错。这有助于避免因隐式转换导致的意外行为或错误。