Язык программирования C++. Пятое издание - Стенли Липпман

Помните, переменные-члены объекта неявно удаляются после завершения выполнения тела деструктора (см. раздел 13.1.3). Точно так же части базового класса объекта тоже удаляются неявно. В результате, в отличие от конструкторов и операторов присвоения, производный деструктор отвечает за освобождение только тех ресурсов, которые зарезервировал производный класс:

class D: public Base {

public:

 // Base::~Base вызывается автоматически

 ~D() { /* освободить члены производного класса */ }

};

Объекты удаляются в порядке, противоположном их созданию: сначала выполняется деструктор производного класса, а затем деструкторы базового класса, назад по иерархии наследования.

Вызовы виртуальных функций в конструкторах и деструкторах

Как уже упоминалось, сначала создается часть базового класса в объекте производного. Пока выполняется конструктор базового класса, производная часть объекта остается неинициализированной. Точно так же производные объекты удаляются в обратном порядке, чтобы при выполнении деструктора базового класса производная часть уже была удалена. В результате на момент выполнения членов базового класса объект оказывается в незавершенном состоянии.

Чтобы приспособиться к этой незавершенности, компилятор рассматривает объект как изменяющий свой тип во время создания или удаления. Таким образом, во время создания объекта он считается объектом того же класса, что и конструктор; вызовы виртуальной функции будут связаны так, как будто у объекта тот же тип, что и у самого конструктора. Аналогично для деструктора. Эта привязка относится к виртуальным функциям, вызванным непосредственно или косвенно, из функции, которую вызывает конструктор (или деструктор).

Чтобы понять это поведение, рассмотрим, что произошло бы, если бы версия виртуальной функции производного класса была вызвана из конструктора базового класса. Эта виртуальная функция, вероятно, обратится к членам производного объекта. В конце концов, если бы виртуальная функция не должна была использовать члены производного объекта, то производный класс, вероятно, мог бы использовать ее версию в базовом классе. Но во время выполнения конструктора базового класса эти члены остаются неинициализированными. Если бы такой доступ был разрешен, то работа программы, вероятно, закончилась бы катастрофически.

Если конструктор или деструктор вызывает виртуальную функцию, то выполняемая версия будет соответствовать типу самого конструктора или деструктора.

Упражнения раздела 15.7.3

Упражнение 15.26. Определите для классов Quote и Bulk_quote функции-члены управления копированием, осуществляющие те же действия, что и синтезируемые версии. Снабдите их и другие конструкторы операторами вывода, идентифицирующими выполняемую функцию. Напишите программу с использованием этих классов и укажите, какие объекты будут созданы и удалены. Сравните свои предположения с выводом и продолжите экспериментировать, пока ваши предположения не станут правильными.

15.7.4. Унаследованные конструкторы

По новому стандарту производный класс может многократно использовать конструкторы, определенные его прямым базовым классом. Хотя, как будет продемонстрировано далее, такие конструкторы не наследуются в обычном смысле этого слова, о них, тем не менее, говорят как об унаследованных. По тем же причинам, по которым класс может инициализировать только свой прямой базовый класс, класс может наследовать конструкторы только от своего прямого базового класса. Класс не может унаследовать стандартный конструктор, конструктор копий и перемещения. Если производный класс не определяет эти конструкторы сам, то компилятор синтезирует их, как обычно.

Производный класс наследует конструкторы своего базового класса при помощи объявления using, в котором указан его (прямой) базовый класс. В качестве примера можно переопределить класс Bulk_quote (см. раздел 15.4) так, чтобы он унаследовал конструкторы от класса Disc_quote:

class Bulk_quote : public Disc_quote {

public:

 using Disc_quote::Disc_quote; // наследует конструкторы Disc_quote

 double net_price(std::size_t) const;

};

Обычно объявление using просто делает имя видимым в текущей области видимости. Применительно к конструктору объявление using приводит к созданию компилятором кода. Компилятор создает в производном классе конструктор, соответствующий каждому конструктору в базовом классе. Таким образом, для каждого конструктора в базовом классе компилятор создает в производном классе конструктор с таким же списком параметров.

Эти созданные компилятором конструкторы имеют такую форму:

производный(параметры) : базовый(аргументы) { }

где производный — имя производного класса; базовый — имя базового класса; параметры — список параметров конструктора; аргументы передают параметры из конструктора производного класса в конструктор базового. В классе Bulk_quote унаследованный конструктор был бы эквивалентен следующему:

Bulk_quote(const std::string& book, double price,

           std::size_t qty, double disc):

            Disc_quote(book, price, qty, disc) { }

Если у производного класса есть какие-нибудь собственные переменные-члены, они инициализируются по умолчанию (см. раздел 7.1.4).

Характеристики унаследованного конструктора

В отличие от объявлений using для обычных членов, объявление using для конструктора не изменяет уровень доступа унаследованного конструктора (конструкторов). Например, независимо от того, где расположено объявление using, закрытый конструктор в базовом классе остается закрытым в производном; то же относится к защищенным и открытым конструкторам.

Кроме того, объявление using не может использовать определение как explicit или constexpr. Если конструктор объявлен как explicit (см. раздел 7.5.4) или constexpr (см. раздел 7.5.6) в базовом классе, у унаследованного конструктора будет то же свойство.

Если у конструктора базового класса есть аргументы по умолчанию (см. раздел 6.5.1), они не наследуются. Вместо этого производный класс получает несколько унаследованных конструкторов, в которых каждый параметр с аргументом по умолчанию благополучно пропущен. Например, если у базового класса будет конструктор с двумя параметрами, у второго из которых будет аргумент по умолчанию, то производный класс получит два конструктора: один с обоими параметрами (и никакого аргумента по умолчанию) и второй конструктор с одним параметром, соответствующим левому параметру без аргумента по умолчанию в базовом классе.

Если у базового класса есть несколько конструкторов, то за двумя исключениями производный класс унаследует каждый из конструкторов своего базового класса. Первое исключение — производный класс может унаследовать некоторые конструкторы и определить собственные версии других конструкторов. Если производный класс определяет конструктор с теми же параметрами, что и конструктор в базовом классе, то этот конструктор не наследуется. Конструктор, определенный в производном классе, используется вместо унаследованного конструктора.

Второе исключение — стандартный конструктор, конструктор копий и конструктор перемещения не наследуются. Эти конструкторы синтезируются с использованием обычных правил. Унаследованный конструктор не рассматривается как пользовательский конструктор. Поэтому у класса, который содержит только унаследованные конструкторы, будет синтезируемый стандартный конструктор.

Упражнения раздела 15.7.4

Упражнение 15.27. Переопределите свой класс Bulk_quote так, чтобы унаследовать его конструкторы.

15.8. Контейнеры и наследование

При использовании контейнера для хранения объектов из иерархии наследования их обычно хранят косвенно. Нельзя поместить объекты связанных наследованием типов непосредственно в контейнер, поскольку нет никакого способа определить контейнер, содержащий элементы разных типов.

В качестве примера определим вектор, содержащий несколько объектов для книг, которые клиент желает купать. Вполне очевидно, что не получится использовать вектор, содержащий объекты класса Bulk_quote. Нельзя преобразовать объекты класса Quote в объекты класса Bulk_quote (см. раздел 15.2.3), поэтому объекты класса Quote в этот вектор поместить не получится.

Может быть и не так очевидно, но вектор объектов типа Quote также нельзя использовать. В данном случае можно поместить объекты класса Bulk_quote в контейнер, но эти объекты перестанут быть объектами класса Bulk_quote: