C++ 中構(gòu)造函數(shù)的實(shí)例詳解
C++ 中構(gòu)造函數(shù)的實(shí)例詳解
c++構(gòu)造函數(shù)的知識(shí)在各種c++教材上已有介紹,不過(guò)初學(xué)者往往不太注意觀察和總結(jié)其中各種構(gòu)造函數(shù)的特點(diǎn)和用法,故在此我根據(jù)自己的c++編程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了一下c++中各種構(gòu)造函數(shù)的特點(diǎn),并附上例子,希望對(duì)初學(xué)者有所幫助。
1. 構(gòu)造函數(shù)是干什么的
class Counter
{
public:
// 類(lèi)Counter的構(gòu)造函數(shù)
// 特點(diǎn):以類(lèi)名作為函數(shù)名,無(wú)返回類(lèi)型
Counter()
{
m_value = 0;
}
private:
// 數(shù)據(jù)成員
int m_value;
}
該類(lèi)對(duì)象被創(chuàng)建時(shí),編譯系統(tǒng)對(duì)象分配內(nèi)存空間,并自動(dòng)調(diào)用該構(gòu)造函數(shù)->由構(gòu)造函數(shù)完成成員的初始化工作
eg: Counter c1;
編譯系統(tǒng)為對(duì)象c1的每個(gè)數(shù)據(jù)成員(m_value)分配內(nèi)存空間,并調(diào)用構(gòu)造函數(shù)Counter()自動(dòng)地初始化對(duì)象c1的m_value值設(shè)置為0
故:構(gòu)造函數(shù)的作用:初始化對(duì)象的數(shù)據(jù)成員。
2. 構(gòu)造函數(shù)的種類(lèi)
class Complex
{
private :
double m_real;
double m_imag;
public:
// 無(wú)參數(shù)構(gòu)造函數(shù)
// 如果創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)你沒(méi)有寫(xiě)任何構(gòu)造函數(shù),則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成默認(rèn)的無(wú)參構(gòu)造函數(shù),函數(shù)為空,什么都不做
// 只要你寫(xiě)了一個(gè)下面的某一種構(gòu)造函數(shù),系統(tǒng)就不會(huì)再自動(dòng)生成這樣一個(gè)默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù),如果希望有一個(gè)這樣的無(wú)參構(gòu)造函數(shù),則需要自己顯示地寫(xiě)出來(lái)
Complex(void)
{
m_real = 0.0;
m_imag = 0.0;
}
// 一般構(gòu)造函數(shù)(也稱(chēng)重載構(gòu)造函數(shù))
// 一般構(gòu)造函數(shù)可以有各種參數(shù)形式,一個(gè)類(lèi)可以有多個(gè)一般構(gòu)造函數(shù),前提是參數(shù)的個(gè)數(shù)或者類(lèi)型不同(基于c++的重載函數(shù)原理)
// 例如:你還可以寫(xiě)一個(gè) Complex( int num)的構(gòu)造函數(shù)出來(lái)
// 創(chuàng)建對(duì)象時(shí)根據(jù)傳入的參數(shù)不同調(diào)用不同的構(gòu)造函數(shù)
Complex(double real, double imag)
{
m_real = real;
m_imag = imag;
}
// 復(fù)制構(gòu)造函數(shù)(也稱(chēng)為拷貝構(gòu)造函數(shù))
// 復(fù)制構(gòu)造函數(shù)參數(shù)為類(lèi)對(duì)象本身的引用,用于根據(jù)一個(gè)已存在的對(duì)象復(fù)制出一個(gè)新的該類(lèi)的對(duì)象,一般在函數(shù)中會(huì)將已存在對(duì)象的數(shù)據(jù)成員的值復(fù)制一份到新創(chuàng)建的對(duì)象中
// 若沒(méi)有顯示的寫(xiě)復(fù)制構(gòu)造函數(shù),則系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)創(chuàng)建一個(gè)復(fù)制構(gòu)造函數(shù),但當(dāng)類(lèi)中有指針成員時(shí),由系統(tǒng)默認(rèn)創(chuàng)建該復(fù)制構(gòu)造函數(shù)會(huì)存在風(fēng)險(xiǎn),具體原因請(qǐng)查詢(xún)有關(guān) “淺拷貝” 、“深拷貝”的文章論述
Complex(const Complex & c)
{
// 將對(duì)象c中的數(shù)據(jù)成員值復(fù)制過(guò)來(lái)
m_real = c.m_real;
m_img = c.m_img;
}
// 類(lèi)型轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù),根據(jù)一個(gè)指定的類(lèi)型的對(duì)象創(chuàng)建一個(gè)本類(lèi)的對(duì)象
// 例如:下面將根據(jù)一個(gè)double類(lèi)型的對(duì)象創(chuàng)建了一個(gè)Complex對(duì)象
Complex::Complex(double r)
{
m_real = r;
m_imag = 0.0;
}
// 等號(hào)運(yùn)算符重載
// 注意,這個(gè)類(lèi)似復(fù)制構(gòu)造函數(shù),將=右邊的本類(lèi)對(duì)象的值復(fù)制給等號(hào)左邊的對(duì)象,它不屬于構(gòu)造函數(shù),等號(hào)左右兩邊的對(duì)象必須已經(jīng)被創(chuàng)建
// 若沒(méi)有顯示的寫(xiě)=運(yùn)算符重載,則系統(tǒng)也會(huì)創(chuàng)建一個(gè)默認(rèn)的=運(yùn)算符重載,只做一些基本的拷貝工作
Complex &operator=(const Complex &rhs)
{
// 首先檢測(cè)等號(hào)右邊的是否就是左邊的對(duì)象本,若是本對(duì)象本身,則直接返回
if ( this == &rhs )
{
return *this;
}
// 復(fù)制等號(hào)右邊的成員到左邊的對(duì)象中
this->m_real = rhs.m_real;
this->m_imag = rhs.m_imag;
// 把等號(hào)左邊的對(duì)象再次傳出
// 目的是為了支持連等 eg: a=b=c 系統(tǒng)首先運(yùn)行 b=c
// 然后運(yùn)行 a= ( b=c的返回值,這里應(yīng)該是復(fù)制c值后的b對(duì)象)
return *this;
}
};
下面使用上面定義的類(lèi)對(duì)象來(lái)說(shuō)明各個(gè)構(gòu)造函數(shù)的用法:
void main()
{
// 調(diào)用了無(wú)參構(gòu)造函數(shù),數(shù)據(jù)成員初值被賦為0.0
Complex c1,c2;
// 調(diào)用一般構(gòu)造函數(shù),數(shù)據(jù)成員初值被賦為指定值
Complex c3(1.0,2.5);
// 也可以使用下面的形式
Complex c3 = Complex(1.0,2.5);
// 把c3的數(shù)據(jù)成員的值賦值給c1
// 由于c1已經(jīng)事先被創(chuàng)建,故此處不會(huì)調(diào)用任何構(gòu)造函數(shù)
// 只會(huì)調(diào)用 = 號(hào)運(yùn)算符重載函數(shù)
c1 = c3;
// 調(diào)用類(lèi)型轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)
// 系統(tǒng)首先調(diào)用類(lèi)型轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù),將5.2創(chuàng)建為一個(gè)本類(lèi)的臨時(shí)對(duì)象,然后調(diào)用等號(hào)運(yùn)算符重載,將該臨時(shí)對(duì)象賦值給c1
c2 = 5.2;
// 調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)( 有下面兩種調(diào)用方式)
Complex c5(c2);
Complex c4 = c2; // 注意和 = 運(yùn)算符重載區(qū)分,這里等號(hào)左邊的對(duì)象不是事先已經(jīng)創(chuàng)建,故需要調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù),參數(shù)為c2
}
3. 思考與測(cè)驗(yàn)
(1) 為什么函數(shù)中可以直接訪(fǎng)問(wèn)對(duì)象c的私有成員 ?
Complex(const Complex & c)
{
// 將對(duì)象c中的數(shù)據(jù)成員值復(fù)制過(guò)來(lái)
m_real = c.m_real;
m_img = c.m_img;
}
(2) 挑戰(zhàn)題,了解引用與傳值的區(qū)別
Complex test1(const Complex& c)
{
return c;
}
Complex test2(const Complex c)
{
return c;
}
Complex test3()
{
static Complex c(1.0,5.0);
return c;
}
Complex& test4()
{
static Complex c(1.0,5.0);
return c;
}
void main()
{
Complex a,b;
// 下面函數(shù)執(zhí)行過(guò)程中各會(huì)調(diào)用幾次構(gòu)造函數(shù),調(diào)用的是什么構(gòu)造函數(shù)?
test1(a);
test2(a);
b = test3();
b = test4();
test2(1.2);
// 下面這條語(yǔ)句會(huì)出錯(cuò)嗎?
test1(1.2);
//test1( Complex(1.2 )) 呢?
}
4. 淺拷貝與深拷貝
上面提到,如果沒(méi)有自定義復(fù)制構(gòu)造函數(shù),則系統(tǒng)會(huì)創(chuàng)建默認(rèn)的復(fù)制構(gòu)造函數(shù),但系統(tǒng)創(chuàng)建的默認(rèn)復(fù)制構(gòu)造函數(shù)只會(huì)執(zhí)行“淺拷貝”,即將被拷貝對(duì)象的數(shù)據(jù)成員的值一一賦值給新創(chuàng)建的對(duì)象,若該類(lèi)的數(shù)據(jù)成員中有指針成員,則會(huì)使得新的對(duì)象的指針?biāo)赶虻牡刂放c被拷貝對(duì)象的指針?biāo)赶虻牡刂废嗤?,delete該指針時(shí)則會(huì)導(dǎo)致兩次重復(fù)delete而出錯(cuò)。下面是示例:
#include <iostream.h>
#include <string.h>
class Person
{
public :
// 構(gòu)造函數(shù)
Person(char * pN)
{
cout << "一般構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用 !\n";
m_pName = new char[strlen(pN) + 1];
//在堆中開(kāi)辟一個(gè)內(nèi)存塊存放pN所指的字符串
if(m_pName != NULL)
{
//如果m_pName不是空指針,則把形參指針pN所指的字符串復(fù)制給它
strcpy(m_pName ,pN);
}
}
// 系統(tǒng)創(chuàng)建的默認(rèn)復(fù)制構(gòu)造函數(shù),只做位模式拷貝
Person(Person & p)
{
//使兩個(gè)字符串指針指向同一地址位置
m_pName = p.m_pName;
}
~Person( )
{
delete m_pName;
}
private :
char * m_pName;
};
void main( )
{
Person man("lujun");
Person woman(man);
// 結(jié)果導(dǎo)致 man 和 woman 的指針都指向了同一個(gè)地址
// 函數(shù)結(jié)束析構(gòu)時(shí)
// 同一個(gè)地址被delete兩次
}
// 下面自己設(shè)計(jì)復(fù)制構(gòu)造函數(shù),實(shí)現(xiàn)“深拷貝”,即不讓指針指向同一地址,而是重新申請(qǐng)一塊內(nèi)存給新的對(duì)象的指針數(shù)據(jù)成員
Person(Person & chs);
{
// 用運(yùn)算符new為新對(duì)象的指針數(shù)據(jù)成員分配空間
m_pName=new char[strlen(p.m_pName)+ 1];
if(m_pName)
{
// 復(fù)制內(nèi)容
strcpy(m_pName ,chs.m_pName);
}
// 則新創(chuàng)建的對(duì)象的m_pName與原對(duì)象chs的m_pName不再指向同一地址了
}
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