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Effective Modern C++ 條款 17：特殊成員函數生成規則全解析

編輯：關於C++

C++11 引入移動語義後，特殊成員函數從「四大」變「六大」：默認構造、析構、拷貝構造、拷貝賦值、移動構造、移動賦值。編譯器自動生成規則發生重大變化，掌握這些規則對避免隱式生成錯誤函數、性能退化、資源管理缺陷至關重要。

一、六大特殊成員函數簽名

class Widget {
public:
    Widget();                         // 默認構造
    ~Widget();                        // 析構
    Widget(const Widget&);            // 拷貝構造
    Widget& operator=(const Widget&); // 拷貝賦值
    Widget(Widget&&);                 // 移動構造 (C++11)
    Widget& operator=(Widget&&);      // 移動賦值 (C++11)
};

二、生成規則總表

函數	生成條件	被刪除條件	運行期行為
默認構造	類無任何用戶聲明構造函數	—	成員逐一默認初始化
析構	無用戶聲明析構	—	成員逐一銷毀（逆序）；基類虛析構則虛化
拷貝構造	無用戶聲明拷貝構造	類聲明了移動操作	非靜態成員逐一拷貝構造
拷貝賦值	無用戶聲明拷貝賦值	類聲明了移動操作	非靜態成員逐一拷貝賦值
移動構造	無用戶聲明拷貝操作、移動操作、析構	—	非靜態成員逐一移動構造（不支持移動則退化為拷貝）
移動賦值	無用戶聲明拷貝操作、移動操作、析構	—	非靜態成員逐一移動賦值

三、核心規則口訣

移動操作「孤兒」規則：類中只要聲明了 拷貝構造、拷貝賦值、析構、移動構造、移動賦值 任意一個，編譯器就不再生成移動操作。
拷貝操作「獨立」規則：聲明拷貝構造不阻止編譯器生成拷貝賦值，反之亦然（C++98 兼容）。但聲明移動操作會刪除拷貝操作（= delete）。
析構函數「抑制移動」：用戶聲明析構 → 編譯器不生成移動操作（為兼容 C++98 仍生成拷貝，但不推薦依賴）。
= default 顯式挽救：若需編譯器生成版本，在類中聲明並 = default，可選擇在實現文件定義（配合 Pimpl 見條款 22）。

四、經典陷阱：添加日誌導致性能崩塌

class StringTable {
    std::map<int, std::string> _data;
public:
    StringTable() { Log("create"); }
    ~StringTable() { Log("destroy"); } // 用戶聲明析構
    // 無聲明拷貝/移動
};

// 後果：編譯器不生成移動操作！
// 調用 std::move(st) 實際執行拷貝構造 → 深拷貝 map → 性能降級數量級

修正：顯式 = default 移動/拷貝操作。

StringTable(StringTable&&) = default;
StringTable& operator=(StringTable&&) = default;
StringTable(const StringTable&) = default;
StringTable& operator=(const StringTable&) = default;

五、多態基類最佳實踐

class Base {
public:
    virtual ~Base() = default; // 必須虛析構
    Base(Base&&) = default;
    Base& operator=(Base&&) = default;
    Base(const Base&) = default;
    Base& operator=(const Base&) = default;
};

虛析構強制用戶聲明 → 必須 = default 移動/拷貝以保留值語義。
派生類自動繼承正確行為。

六、成員函數模板不抑制生成

class Widget {
    template<typename T> Widget(const T&); // 通用構造模板
    template<typename T> Widget& operator=(const T&);
};
// 編譯器仍會生成拷貝構造/賦值（當 T=Widget 時模板不參與重載決策）
// 見條款 26 討論完美轉發構造的陷阱