私有拷贝构造函数在c++中的用途是什么

Question

为什么人们要定义一个私有的拷贝构造函数？

什么时候让复制构造函数和赋值操作符私有是一个好的设计？

如果类中没有指向唯一对象(如文件名)的指针或句柄的成员，那么在哪些情况下私有拷贝构造函数是个好主意呢？

同样的问题也适用于赋值运算符。考虑到大多数C++都围绕着复制对象和通过引用传递，有没有涉及私有复制构造函数的好设计？

Answer 1

一些对象表示不能或不应该被复制的特定实体。例如，您可以防止复制表示应用程序使用的日志文件的对象，这与代码的所有部分都使用单个日志文件的期望相对应。使用意外或不适当复制的对象可能会导致在日志中出现无序内容、当前日志大小的不准确记录、多次尝试(某些失败)以“滚动”到新的日志文件名或重命名现有的日志文件名。

另一个用途是通过虚拟函数强制复制。由于构造函数不能为virtual，因此一种常见的做法是防止直接访问复制构造函数，并提供一个virtual Base* clone()方法来返回指针所指向的实际运行时类型的副本。这可以防止Base b(derived)出现意外切片。

另一个例子:一个非常简单的智能指针对象，它简单地删除了在构造函数中给定的指针:如果它不支持引用计数或其他处理多个所有者的方式，并且不想有意外的std::auto_ptr风格的所有权转移的风险，那么简单地隐藏复制构造函数就可以提供一个很好的小智能指针，在有限的可用情况下它是快速和有效的。如果在编译时出现试图复制它的错误，就会有效地询问程序员“嘿--如果你真的想这么做，就把我改成一个共享指针，否则就退后！”。

Answer 2

一个用例是单例模式，其中只能有一个类的实例。在这种情况下，您需要将构造函数和赋值operator=设置为私有，这样就无法创建多个对象。创建对象的唯一方法是通过GetInstance()函数，如下所示。

// An example of singleton pattern
class CMySingleton
{
public:
  static CMySingleton& GetInstance()
  {
    static CMySingleton singleton;
    return singleton;
  }

// Other non-static member functions
private:
  CMySingleton() {}                                  // Private constructor
  ~CMySingleton() {}
  CMySingleton(const CMySingleton&);                 // Prevent copy-construction
  CMySingleton& operator=(const CMySingleton&);      // Prevent assignment
};

int main(int argc, char* argv[])
{
  // create a single instance of the class
  CMySingleton &object = CMySingleton::GetInstance();

  // compile fail due to private constructor
  CMySingleton object1;
  // compile fail due to private copy constructor
  CMySingleton object2(object);
  // compile fail due to private assignment operator
  object1 = object;

  // ..
  return 0;
}

Answer 3

一个非常糟糕的例子：

class Vehicle : { int wheels; Vehicle(int w) : wheels(w) {} }

class Car : public Vehicle { Engine * engine; public Car(Engine * e) : Vehicle(4), engine(e) }

...

Car c(new Engine());

Car c2(c); // Now both cars share the same engine!

Vehicle v;
v = c; // This doesn't even make any sense; all you have is a Vehicle with 4 wheels but no engine.

“复制”汽车是什么意思？(汽车是汽车模型，还是汽车的实例？复制它是否会保留车辆登记？)

将一辆车分配给另一辆车意味着什么？

如果操作没有意义(或者仅仅是未实现)，则标准做法是将复制构造函数和赋值操作符设置为私有，如果使用它们而不是奇怪的行为，则会导致编译错误。