C++ 對象模型：Copy Constructor 建構操作詳解 (第二章)

三種觸發複製構造的場景

1. 顯式初始化：X xx = x;
2. 函數參數傳值：void foo(X x); foo(xx);
3. 函數返回值：X foo() { X xx; return xx; }

Default Memberwise Initialization (預設逐成員初始化)

若類未聲明複製構造函數，編譯器**不會**自動生成一個函數，而是在需要時進行「概念上的」逐成員複製：

• 內建類型（指針、整數、數組等）：直接位複製。
• 類類型成員：遞歸進行逐成員初始化。

例如 String 類含 char* str; int len;，複製時僅複製指針值與長度，**不**深度複製字符串內容（淺拷貝）。若含 String 類型成員，則遞歸調用其複製構造。

Bitwise Copy Semantics (位逐次拷貝語意)

類滿足「位逐次拷貝」語意，當且僅當：

1. 無用戶聲明的複製構造函數。
2. 所有非靜態成員均為內建類型或滿足位逐次拷貝的類類型。
3. 無虛函數、無虛基類。

此時編譯器**不合成**複製構造函數，直接對內存區塊進行 memcpy 式複製，極高效。

不滿足 Bitwise Copy Semantics 的四種情況（需合成複製構造）

1. 含有**聲明了複製構造函數**的成員對象（或其基類）。
2. 繼承自**有複製構造函數**的基類。
3. 類**聲明了虛函數**（需初始化 vptr）。
4. 類**繼承鏈中有虛基類**（需初始化虛基類指針/偏移）。

虛函數表指針 (vptr) 處理

合成複製構造函數會**顯式設置**新對象的 vptr 指向正確的虛函數表，而非直接複製來源對象的 vptr。這對於基類對象用派生類對象初始化（切割 slicing）至關重要：基類副本的 vptr 必須指向基類 vtable，否則虛函數調用會崩潰。

虛基類子對象處理

虛基類在派生類中位置不固定（運行期確定）。位逐次複製會破壞虛基類指針/偏移。合成複製構造函數會插入代碼重新初始化虛基類指針，確保後續訪問正確。

編譯器優化：抑制調用

若類滿足位逐次拷貝語意，編譯器會優化掉複製構造函數調用，直接內聯內存複製。若用戶提供了複製構造函數（即使語意相同），編譯器**必須**調用它（可能有副作用），無法優化。這是 C++ 性能與語意的權衡。

總結

• 複製構造函數觸發場景：初始化、傳值參數、返回值。
• 默認行為：逐成員初始化（淺拷貝指針，遞歸拷貝類成員）。
• 位逐次拷貝語意類不合成複製構造，直接 memcpy。
• 四種情況打破位逐次語意：成員/基類有複製構造、虛函數、虛基類。
• 合成複製構造負責：調用成員/基類複製構造、初始化 vptr、修正虛基類指針。