我认为数组是不可复制的

Question

我的印象是数组是不可复制（或可分配）的。

int x[5] = {1,2,3,4,5};
int y[5] = {6,7,8,9,0};

x = y; // Fails to compile

但是，当我将数组放入类中时，复制构造函数和赋值运算符会起作用（我会说如预期的那样，但它不是我所预期的）。

#include <iostream>

struct X
{
    virtual ~X(){} // Just in case it was something to do with POD 
                   // make sure its not a POD
    int x[5];
};

int main()
{
    X   a;

    a.x[0]  = 0;
    a.x[1]  = 1;
    a.x[2]  = 2;
    a.x[3]  = 3;
    a.x[4]  = 4;

    // Make a copy of a and test it
    X   b(a);          
    std::cout << a.x[0] << " : " << b.x[0] << "\n";

    b.x[0]  = 10;
    b.x[1]  = 11;
    b.x[2]  = 12;
    b.x[3]  = 13;
    b.x[4]  = 14;

    // Now that we have modified 'b' make sure it is unique.
    std::cout << a.x[0] << " : " << b.x[0] << "\n";

    // Use assignment and see if it worked.
    b   = a;
    std::cout << a.x[0] << " : " << b.x[0] << "\n";
}

编译并运行

> g++ t.cpp
> ./a.out
0 : 0
0 : 10
0 : 0

这里发生了什么？

Answer 1

默认的复制构造函数和赋值运算符对每个成员单独使用复制构造和赋值。当存在数组时，会对数组的每个元素使用复制构造或赋值（这是非常明确定义的）。

这是第 12.8 节 ([class.copy]) 中的规则：

非联合类X的隐式定义的复制/移动构造函数执行其基类和成员的成员复制/移动。 [ 注意：非静态数据成员的大括号或等于初始化器将被忽略。另请参见 12.6.2 中的示例。 — 尾注] 初始化的顺序与用户定义的构造函数中基类和成员的初始化顺序相同（参见 12.6.2）。令 x 为以下参数之一
构造函数，或者对于移动构造函数，引用参数的 xvalue。每个基本或非静态数据成员都以适合其类型的方式复制/移动：

• 如果成员是数组，则每个元素都使用x对应的子对象直接初始化；
• 如果成员 m 具有右值引用类型 T&&，则使用 static_cast(xm) 直接初始化；
• 否则，基类或成员将直接使用 x 的相应基类或成员进行初始化。

和

非联合类 X 的隐式定义复制/移动赋值运算符对其子对象执行成员复制/移动赋值。 X 的直接基类首先按照它们在 base-specifier-list 中声明的顺序进行赋值，然后是 X 的直接非静态数据成员>X 按照它们在类定义中声明的顺序进行赋值。令 x 为函数的参数，或者对于移动运算符，为引用该参数的 x 值。每个子对象都以适合其类型的方式分配：

• 如果子对象是类类型，就好像通过调用operator=，将子对象作为对象表达式，并将x的相应子对象作为单个函数参数（就像通过显式限定；也就是说，忽略任何可能的更多派生类中的虚拟重写函数）；
• 如果子对象是数组，则以适合元素类型的方式分配每个元素；
• 如果子对象是标量类型，则使用内置赋值运算符。

C::C(const C&) 与 C::C(C&) 等之间的签名选择规则还包括引用数组元素类型的语言。

Answer 2

数组既不可复制也不可赋值。然而，具有数组成员的结构已经生成了复制构造和复制赋值。这是一个特殊的规则：即它们本身不需要可复制或可分配。