为什么继承的构造函数不应该继承默认参数？

Question

C++ Primer（第 5 版）第 629 页指出：

• 如果基类构造函数具有默认参数，则不会继承这些参数。相反，派生类获得多个继承的构造函数，其中每个带有默认参数的参数都被依次省略。

这条规则背后的原因是什么？

Answer 1

鉴于当前的措辞；我认为在这些术语中指定了它（C++ WD n4527 的§12.9/1），原因很少（但主要是为了避免潜在的歧义）；

1. 避免歧义。 IE。如果您开始为自己的构造函数提供匹配的参数，这将允许这些构造函数与继承的构造函数不冲突（不明确）
2. 保持其效果。 IE。客户端代码是什么样子的

inheriting constructors 是一种类似于代码生成的技术（“我想要我的基础拥有的东西”）。没有办法指定你得到哪些构造函数，你基本上都得到了它们，因此编译器非常注意不要生成模棱两可的构造函数。

举例说明；

#include <iostream>
using namespace std;
struct Base {
    Base (int a = 0, int b = 1) { cout << "Base" << a << b << endl; }
};
struct Derived : Base {
    // This would be ambiguous if the inherited constructor was Derived(int=0,int=1)
    Derived(int c) { cout << "Derived" << c << endl; }
    using Base::Base;
};
int main()
{
    Derived d1(3);
    Derived d2(4,5);
}

输出；

Base01
派生3
Base45

Sample code.

---

n4429（正如 Jonathan Wakely 所指出的那样）提出了一项关于更改继承构造函数和类的 using 声明的措辞的提议。

鉴于提案的意图；

...这个提议使得继承构造函数的行为就像继承任何其他基类成员一样，在可能的范围内。

有以下变化（新措辞）；

7.3.3 namespace.udecl 第 15 段中的更改：

当 using-declaration 将声明从基类带入派生类时...此类隐藏或覆盖的声明被排除在 using-declaration 引入的声明集中。

紧随其后的是一个直接处理构造函数的示例（尽管没有默认参数）；

struct B1 {
  B1(int);
};

struct B2 {
  B2(int);
};

struct D1 : B1, B2 {
  using B1::B1;
  using B2::B2;
};
D1 d1(0);    // ill-formed: ambiguous

struct D2 : B1, B2 {
  using B1::B1;
  using B2::B2;
  D2(int);   // OK: D2::D2(int) hides B1::B1(int) and B2::B2(int)
};
D2 d2(0);    // calls D2::D2(int)

简而言之，虽然可能不是最终的措辞，但似乎其意图是允许构造函数与它们的默认参数一起使用，并明确排除隐藏和覆盖的声明，因此我相信会处理任何歧义。该措辞似乎确实简化了标准，但产生了相同的结果 w.r.t.它在客户端代码中使用。

Answer 2

默认参数不是函数签名的一部分，可以稍后添加，并且在受限范围内，这将无法更改派生类的已定义构造函数，例如

// in A.h
struct A {
    A(int, int);
};

// in B.h
#include "A.h"
struct B : A {
    using A::A;
};

// in A.cc
#include "A.h"
A::A(int, int = 0) { }

在A.cc文件中你可以构造一个带有单个参数的A，因为默认参数是可见的，但是当B被声明时默认参数是不可见的，所以在继承构造函数时不能考虑.我相信这是默认参数得到特殊处理的原因之一。

虽然显然继承构造函数的工作方式可能会发生变化，默认参数不会得到这种特殊处理，请参阅http://open-std.org/JTC1/SC22/WG21/docs/papers/2015/n4429.html

Answer 3

这条规则背后的原因是什么？

它可以防止基类默认参数的更改影响所有派生类的行为（在派生类范围内），这对于派生类的创建者来说是一个惊喜。

Answer 4

请注意，就像 Jonathan Wakely 提到的那样，C++17 已经改变了这种行为。现在参数列表中的默认参数会被继承。

也就是说，如果我们在一个名为Base的类中有如下构造函数，

struct Base {
    Base(int a, int b, int c = 1, int d = 2, int e = 3) {}
};

那么对于上面的构造函数，这些是在 C++11/C++14 中“注入”到派生类中的相应构造函数：

struct Derived : Base {
    using Base::Base;
    /*
    C++11/C++14:
    Derived::Derived(int a, int b) : Base(a, b) {}
    Derived::Derived(int a, int b, int c) : Base(a, b, c) {}    
    Derived::Derived(int a, int b, int c, int d) : Base(a, b, c, d) {}
    Derived::Derived(int a, int b, int c, int d, int e) : Base(a, b, c, d, e) {}
    */
};

而 C++17 中的那个现在要简单得多：

struct Derived : Base {
    using Base::Base;
    /*
    C++17:
    Derived::Derived(int a, int b, int c = 1, int d = 2, int e = 3) : Base(a, b, c, d, e) {}
    */
};

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为什么我认为这是：

基于关于继承构造函数的cppreference.com page 和介绍更改(P0136R1) 的论文，整个[class.inhctor]\1 小节指定了如何拆分继承的构造函数并将其“注入”到派生类中。 （实际上整个 [class.inhctor] 部分已被删除）。然后它被 C++17 中[namespace.udecl]\16 中的一个简单规则替换为（强调我的）：

为了重载决议，由 using 声明引入派生的函数 类被视为派生类的成员。特别是隐含的 this 参数 应将其视为指向派生类而不是基类的指针。这对 函数的类型，并且在所有其他方面，该函数仍然是基类的成员。同样地， 由 using 声明引入的构造函数被视为好像它们是 派生类查找派生类的构造函数时（6.4.3.1）或形成一组重载 候选人（16.3.1.3、16.3.1.4、16.3.1.7）。如果选择这样的构造函数来执行初始化 类类型的对象，除了构造函数源自的基类之外的所有子对象都是 隐式初始化 (15.6.3)。

所以参数列表现在完全“继承”了。确实，这是我在 GCC 7.2 中使用符合 P0136R1 的 CLion 的经验，而我的不符合 P0136R1 的 Visual Studio 2017 (15.6) 显示了较旧的 4 个构造函数，并且删除了默认参数。