无继承情形下的对象构造

Plain Old Data(POD)类型

如果一个类型定义：

无用户定义的构造函数。（确保对象可以通过简单的内存复制进行初始化和复制）
无用户定义的拷贝构造函数和赋值操作符。（如果用户定义可能会改变语义）
无用户定义的析构函数。（可能涉及复杂的资源清理，不符合POD的简单性）
无虚函数。（虚函数表会改变内存布局，不再是连续内存块）
无虚拟继承。
类必须是标准布局类型。（所有非静态成员应该有相同的访问控制）
所有非静态数据成员都是POD类型。
基类也必须是标准布局。

或者说(引用自chatGPT)：

是trivial的。
是标准布局的。

如果满足条件，编译器会给类型打上Plain Old Data标签。

对于声明和delete操作，该类型的trivial构造函数和trivial析构函数要不是没有产生就是没有被调用，程序的行为移入它在C语言中的表现一样。

对于赋值操作。由于是一个POD类型，所以赋值操作将只是像C语言那样的纯粹位搬移操作。

抽象数据类型

一个类经过封装，其大小不会改变，无论private或public存取层，都不会占用额外的对象空间。

如果要将class中所有成员都设定常量初值，那么给予一个显式的initialization list会比较有效率些。

继承的引入

虚函数的导入促使每一个对象拥有一个虚函数表指针vptr。这个指针给我们提供virtual接口的弹性，其成本是：每一个对象需要额外的一个word空间。

除了每一个对象多负担一个vptr之外，虚函数的引入也引发了编译器对于我们的class产生膨胀作用：

我们所定义的构造函数被附加了一些代码，以便将vptr初始化。（这些代码必须被附加在任何基类构造函数调用之后，但必须在任何程序员供应的代码之前）
合成一个复制构造函数和一个复制赋值操作符，而且其操作不再是trivial（但隐式析构函数仍然是trivial）。（bitwise操作可能会对vptr带来非法设定）

继承体系下的对象构造

构造函数可能内含大量的隐藏码，因为编译器会扩充欸一个构造函数，扩充程度视classT的继承体系而定。一般而言所做的扩充操作如下：

记录成员初始化列表中数据成员初始化操作会被放进构造函数体，并以members的声明顺序为顺序。
如果有一个成员并没有出现在成员初始化列表中，但它有一个默认构造函数，那么该默认构造函数必须被调用。
在那之前，如果类对象有vptr，它们必须被设定初始值，指向适当的虚函数表。
在那之前所有上一层的基类构造函数必须被调用，以基类的声明顺序为顺序。
- 如果基类被列于成员初始化列表中，那么任何显式指定的参数都应该传递过去。
- 如果基类没有被列于成员初始化列表中，而它有一个默认构造函数（或默认memberwise复制构造函数），那么就调用它。
- 如果基类是多重继承下的第二或者后继基类，那么this指针必须有所调整。
在那之前，所有虚基类的构造函数必须被调用，从左到右，从深到浅。

虚拟继承

传统的构造函数扩充并没有用，这是因为虚基类的“共享性”。

CRE：一般需要继承链中最底层的类(most-derived)来负责共享subobject的构造。

vptr初始化语义

所以如果在基类的构造函数中调用了虚函数，则调用的是基类版本的函数，而不是派生类版本的，因为此时的对象vptr还指向基类的vtable。因为虚函数依赖于虚函数表（vtable）和虚函数表指针（vptr），在基类的构造函数执行期间，对象的vptr指向的是基类的vtable。派生类的vtable只有在派生类的构造函数执行后才会设置。

虚函数指针vptr的初始化时机：

在派生类构造函数中，所有基类的构造函数被调用。
上述操作完成后，对象的vptr(s)被初始化，指向相关的vtable。
如果有成员初始化列表(member initialization list)的话，将在构造函数体内扩展开，这必须在vptr被设定之后才做，以免有一个virtual成员函数被调用。
最后，执行程序员所提供的代码。

也就是说对象构造过程中，vptr会被设定多次，每当进入一个基类构造函数时，vptr都会被设定。
也就是说对象首先形成一个基类对象，然后才形成一个派生类对象。

《深入C++对象模型》：以上解决方法并不完美。如果不涉及虚函数调用，vptr不需要再每一个基类构造函数中被设定。

对象复制语义

当我们设计一个class，并以一个类对象指定给另一个类对象时，我们有三种选择：

什么都不做，因此得以实施默认行为。
提供一个显式的复制构造操作符。
显式地拒绝吧一个类对象指定给另一个类对象。

如果要选择第三种，只需要将复制构造操作符声明为private，并且不提供其定义即可。

如果不需要禁止对象复制，就要考虑默认行为是否足够。只有默认行为所导致的语义不安全或不正确时，我们才需要设计一个复制构造操作符。

如果类表现出bitwise复制语义，隐式的复制构造函数/复制赋值操作符就会被视为毫无用处，也根本不会被合成出来。

CRE：看起来默认的复制构造函数都是memberwise的。

有时候需要复制构造函数来实现NRV优化。

析构语义

如果class没有定义析构函数，那么只有在class内含的类对象成员或者基类拥有析构函数的情况下，编译器才会自动合成出一个来。否则，析构函数被视为不需要，也就不需被合成（当然更不用被调用）。

并不是定义了构造函数就一定需要定义析构函数。如果class不需要析构函数，为它们提供一个析构函数反而是低效率的。

析构函数被展开的方式类似构造函数被展开的方式，但是顺序相反。

一个object的生命周期结束于其析构函数开始执行之时。由于每一个基类析构函数被轮番调用，派生类对象在归还其内存空间之时，会依次变成各层级的基类对象。

（END）