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Counter的構(gòu)造函數(shù) // 特點(diǎn):以類名作為函數(shù)名,無返回類型 Counter() { m_value = 0; } private: // 數(shù)據(jù)成員 int m_value; }
該類對(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
class Complex { private : double m_real; double m_imag; public: // 無參數(shù)構(gòu)造函數(shù) // 如果創(chuàng)建一個(gè)類你沒有寫任何構(gòu)造函數(shù),則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成默認(rèn)的無參構(gòu)造函數(shù),函數(shù)為空,什么都不做 // 只要你寫了一個(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)這樣的無參構(gòu)造函數(shù),則需要自己顯示地寫出來 Complex(void) { m_real = 0.0; m_imag = 0.0; } // 一般構(gòu)造函數(shù)(也稱重載構(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)或者類型不同(基于c++的重載函數(shù)原理) // 例如:你還可以寫一個(gè) Complex( int num)的構(gòu)造函數(shù)出來 // 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)(也稱為拷貝構(gòu)造函數(shù)) // 復(fù)制構(gòu)造函數(shù)參數(shù)為類對(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 // 若沒有顯示的寫復(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)制過來 m_real = c.m_real; m_img = c.m_img; } // 類型轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù),根據(jù)一個(gè)指定的類型的對(duì)象創(chuàng)建一個(gè)本類的對(duì)象 // 例如:下面將根據(jù)一個(gè)double類型的對(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)類似復(fù)制構(gòu)造函數(shù),將=右邊的本類對(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 // 若沒有顯示的寫=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對(duì)象來說明各個(gè)構(gòu)造函數(shù)的用法:
void main() { // 調(diào)用了無參構(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)用類型轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù) // 系統(tǒng)首先調(diào)用類型轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù),將5.2創(chuàng)建為一個(gè)本類的臨時(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)中可以直接訪問對(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)制過來 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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