C++類與對象深入之構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)詳解
對象的初始化和清理
生活中我們買的電子產(chǎn)品都基本會有出廠設(shè)置，在某一天我們不用時候也會刪除一些自己信息數(shù)據(jù)保證安全。C++中的面向?qū)ο髞碓从谏?，每個對象也都會有初始設(shè)置以及對象銷毀前的清理數(shù)據(jù)的設(shè)置。
一：構(gòu)造函數(shù)
對象的初始化和清理也是兩個非常重要的安全問題，一個對象或者變量沒有初始狀態(tài)，對其使用后果是未知。c++利用了構(gòu)造函數(shù)解決上述問題，這兩個函數(shù)將會被編譯器自動調(diào)用，完成對象初始化和清理工作。對象的初始化和清理工作是編譯器強制要我們做的事情，因此如果我們不提供構(gòu)造和析構(gòu)，編譯器也會提供，編譯器提供的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)是空實現(xiàn)。
構(gòu)造函數(shù)是一個特殊的成員函數(shù)，名字與類名相同，實例化類對象時由編譯器自動調(diào)用，保證每個數(shù)據(jù)成員都有一個合適的初始值，并且在對象的生命周期內(nèi)只調(diào)用一次
構(gòu)造函數(shù)語法：類名(){}
1.1：構(gòu)造函數(shù)的特性
構(gòu)造函數(shù)是特殊的成員函數(shù)，需要注意的是，構(gòu)造函數(shù)的名字雖然叫構(gòu)造，但是構(gòu)造函數(shù)的主要任務(wù)并不是開空間創(chuàng)建對象，而是初始化對象。
構(gòu)造函數(shù)特征：
1. 構(gòu)造函數(shù)，沒有返回值也不寫void
2. 函數(shù)名稱與類名相同
3. 構(gòu)造函數(shù)可以有參數(shù)，因此可以發(fā)生重載
4. 程序在調(diào)用對象時候會自動調(diào)用構(gòu)造，無須手動調(diào)用,而且只會調(diào)用一次
class Date
{
public:
Date()
{
_year = 1;
_month = 1;
_day = 1;
}
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year; // 年
int _month; // 月
int _day; // 日
};
int main()
{
Date d1; //調(diào)用無參構(gòu)造
d1.Print();
Date d2(2022, 5, 15); //調(diào)用帶參的構(gòu)造
d2.Print();
system("pause");
return 0;
}5. 如果類中沒有顯式定義的構(gòu)造函數(shù)，則C++編譯器會自動生成一個無參的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，一旦用戶顯式定義編譯器將不再生成。
6. 無參的構(gòu)造函數(shù)和全缺省的構(gòu)造函數(shù)都被稱為默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，并且默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)只有一個。注意：無參構(gòu)造函數(shù)、全缺省構(gòu)造函數(shù)、以及我們沒顯式寫由編譯器默認(rèn)生成的構(gòu)造函數(shù)，都可以認(rèn)為是默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。即不用傳參就可以調(diào)用的函數(shù)
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)//默認(rèn)全缺省構(gòu)造函數(shù)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year; // 年
int _month; // 月
int _day; // 日
};
int main()
{
Date d1;
d1.Print();
Date d2(2022, 5, 15);
d2.Print();
Date d3(2022);
d3.Print();
Date d4(2022, 10);
d4.Print();
system("pause");
return 0;
}
1-1-1
2022-5-15
2022-1-1
2022-10-1
請按任意鍵繼續(xù). . .
7. 默認(rèn)生成構(gòu)造函數(shù)對于內(nèi)置類型成員變量不做處理，因為編譯器默認(rèn)生成的構(gòu)造函數(shù)都是空實現(xiàn)，對于自定義類型成員變量做出處理，相當(dāng)于實例化對象自動調(diào)用該類的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)！如下述代碼中Date date和A _aa有什么區(qū)別呢？不都是實例化對象自動調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)嗎?。?！
代碼示例：
class A
{
public:
A(){
cout << " A()" << endl;
_a = 0;
}
private:
int _a;
};
class Date
{
public:
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year; // 年
int _month; // 月
int _day; // 日
A _aa;
};
int main(){
Date date;
date.Print();
system("pause");
return 0;
}
A()
-858993460--858993460--858993460
請按任意鍵繼續(xù). . .
默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)不會對自己的變量初始化，會對自定義類型處理，自定義類型成員會去調(diào)用它的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)！因為這里實例化對象也只能調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)?。。。ㄈ绻远x類型的構(gòu)造函數(shù)沒有顯示定義，也會是隨機值）。
接下來我們利用代碼詳細(xì)看看上面這段話：
示例1：默認(rèn)生成的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
class Stack
{
public:
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue {
public:
// 默認(rèn)生成構(gòu)造函數(shù)就可以用了
void push(int x) {
}
int pop() {
}
private:
Stack _st1;
Stack _st2;
};
int main()
{
MyQueue q;
q.push(1);
//Stack st;
system("pasue");
return 0;
}上面這段代碼是可以編譯過的，在Myqueue類中只有自定義類型，所以我們不需要寫構(gòu)造函數(shù)，使用默認(rèn)生成的即可。然后Myqueue類中聲明Stack類實例化對象時，會去調(diào)用Stack類的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)（這里是自動生成的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)），編譯通過！
這里咋們看監(jiān)視界面：
由于Stack的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)是默認(rèn)生成的，同樣不會對內(nèi)置類型成員變量做初始化，所以顯示是隨機值！
示例2：無參默認(rèn)構(gòu)造
class Stack
{
public:
Stack()
{
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue {
public:
// 默認(rèn)生成構(gòu)造函數(shù)就可以用了
void push(int x) {
}
int pop() {
}
private:
Stack _st1;
Stack _st2;
};
int main()
{
MyQueue q;
q.push(1);
//Stack st;
system("pasue");
return 0;
}這段代碼也是可以編譯過的，在Myqueue類中只有自定義類型，所以我們不需要寫構(gòu)造函數(shù)，使用默認(rèn)生成的即可。然后Myqueue類中聲明Stack類實例化對象時，會去調(diào)用Stack類的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)（這里是咋們自己提供的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)），編譯通過！
同樣的，我們看監(jiān)視界面：
由于Stack的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)是是我們自己提供的，同時對內(nèi)置類型做了初始化，所以這里的各個值不再是隨機值！
示例3：全缺省默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 10)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int)*capacity);
assert(_a);
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue {
public:
// 默認(rèn)生成構(gòu)造函數(shù)就可以用了
void push(int x) {
}
int pop() {
}
private:
Stack _st1;
Stack _st2;
};
int main()
{
MyQueue q;
q.push(1);
//Stack st;
system("pasue");
return 0;
}這段代碼也是可以編譯過的，在Myqueue類中只有自定義類型，所以我們不需要寫構(gòu)造函數(shù)，使用默認(rèn)生成的即可。然后Myqueue類中聲明Stack類實例化對象時，會去調(diào)用Stack類的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)（這里是咋們自己提供的全缺省默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)），編譯通過！
同樣的，觀察監(jiān)視界面：
我們通過全缺省默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)對各個值做出了初始化，因此不再是隨機值！
錯誤示例：有參構(gòu)造函數(shù)
class Stack
{
public:
Stack(int capacity)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int)*capacity);
assert(_a);
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue {
public:
// 默認(rèn)生成構(gòu)造函數(shù)就可以用了
void push(int x) {
}
int pop() {
}
private:
Stack _st1;
Stack _st2;
};
int main()
{
MyQueue q;
q.push(1);
//Stack st;
system("pasue");
return 0;
}程序報錯！
因為我們在Stack類中提供了一個有參構(gòu)造函數(shù)，這時Stack類中不再有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，因此Myqueue的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)無法調(diào)用Stack的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，編譯不通過！
C++11還支持在聲明的時候給自定義類型變量賦一個缺省值：
class MyQueue
{
private:
int _size = 0;
Stack _st1;
Stack _st2;
};
總結(jié)：如果一個類中的成員全是自定義類型，我們就可以不寫構(gòu)造函數(shù)，就用默認(rèn)生成的構(gòu)造函數(shù)。如果有內(nèi)置類型的成員，或者需要顯示傳參初始化，那么都要自己實現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)。
1.2：構(gòu)造函數(shù)的分類
兩種分類方式：
- 按參數(shù)分為： 有參構(gòu)造和無參構(gòu)造
- 按類型分為： 普通構(gòu)造和拷貝構(gòu)造
二：析構(gòu)函數(shù)
2.1：概念
與構(gòu)造函數(shù)功能相反，析構(gòu)函數(shù)不是完成對象的銷毀，局部對象銷毀工作由編譯器完成。而對象在銷毀時會自動調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，完成類的一些資源清理工作
2.2：特性
語法：~類名(){}
1. 析構(gòu)函數(shù)，沒有返回值也不寫void
2. 函數(shù)名稱與類名相同,在名稱前加上符號 ~
3. 析構(gòu)函數(shù)不可以有參數(shù)，因此不可以發(fā)生重載
4. 程序在對象銷毀前會自動調(diào)用析構(gòu)，無須手動調(diào)用,而且只會調(diào)用一次
class Person
{
public:
//構(gòu)造函數(shù)
Person(){
cout << "Person的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用" << endl;
}
//析構(gòu)函數(shù)
~Person(){
cout << "Person的析構(gòu)函數(shù)調(diào)用" << endl;
}
};
void test01(){
Person p;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}Person的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用
Person的析構(gòu)函數(shù)調(diào)用
請按任意鍵繼續(xù). . .
如結(jié)果表示，在對象創(chuàng)建之前編譯器自動調(diào)用了析構(gòu)函數(shù)。
??同樣的，我們也可以自己提供析構(gòu)函數(shù)來對類上的一些資源完成清理工作。
示例：
typedef int DataType;
class SeqList{
public:
SeqList(int capacity = 10){
_pData = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
assert(_pData);
_size = 0;
_capacity = capacity;
}
~SeqList(){
if (_pData){
free(_pData);
_pData = nullptr;
_capacity = 0;
_size = 0;
}
}
private:
int * _pData;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
int main(){
SeqList Sq;
system("pause");
return 0;
}
如上述代碼，在構(gòu)造函數(shù)中在堆區(qū)開辟了空間，這時就需要我們自己提供析構(gòu)函數(shù)來釋放對應(yīng)的空間。
注意：默認(rèn)生成的析構(gòu)函數(shù)，內(nèi)置類型成員不做處理，自定義類型成員會去調(diào)用它的析構(gòu)函數(shù)
三：拷貝構(gòu)造函數(shù)
3.1：概念
在現(xiàn)實生活中我們會遇到兩個小孩長得一摸一樣，我們稱其為雙胞胎。
拷貝構(gòu)造，顧名思義就是在創(chuàng)建對象的時候，創(chuàng)建一個與原對象一摸一樣的新對象。
構(gòu)造函數(shù)：參數(shù)列表只有單個形參，該形參是對本類類型對象的引用（一般用const修飾），在用已存在的類類型對象創(chuàng)建新對象時由編譯器自動調(diào)用。
如下列代碼：
class Person {
public:
//有參構(gòu)造函數(shù)
Person(int a) {
age = a;
cout << "有參構(gòu)造函數(shù)!" << endl;
}
//拷貝構(gòu)造函數(shù)
Person(const Person& p) { //<看這里，形參是對本類類型對象的引用
age = p.age;
cout << "拷貝構(gòu)造函數(shù)!" << endl;
}
//析構(gòu)函數(shù)
~Person() {
cout << "析構(gòu)函數(shù)!" << endl;
}
public:
int age;
};
void test01()
{
Person p1(18);
//如果不寫拷貝構(gòu)造，編譯器會自動添加拷貝構(gòu)造，并且做淺拷貝操作
Person p2(p1); //Person p2 = Person(p1);
cout << "p2的年齡為： " << p2.age << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}3.2：特性
拷貝構(gòu)造函數(shù)也是特殊的成員函數(shù)，其有如下特征：
- 拷貝構(gòu)造函數(shù)是構(gòu)造函數(shù)的一個重載形式。
- 拷貝構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)只有一個，且必須使用引用傳參，使用傳值方式會引發(fā)無窮遞歸調(diào)用（因為傳值傳參也會調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)）。
- 如果沒有顯示定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，系統(tǒng)生成默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)。默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)對象按內(nèi)存存儲按字節(jié)序完成拷貝，這種通常稱為淺拷貝，或者值拷貝。
??淺拷貝：
- 指向一塊空間，修改數(shù)據(jù)會相互影響。
- 這塊空間析構(gòu)時會釋放兩次，導(dǎo)致程序崩潰。
編譯器生成的默認(rèn)拷貝函數(shù)已經(jīng)完成了字節(jié)序的值拷貝了，那我們還需要自己實現(xiàn)嗎？我們看一段代碼實例：
typedef int DataType;
class SeqList{
public:
SeqList(int capacity = 10){
_pData = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
assert(_pData);
_size = 0;
_capacity = capacity;
}
~SeqList(){
if (_pData){
free(_pData);
_pData = nullptr;
_capacity = 0;
_size = 0;
}
}
private:
int * _pData;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
int main(){
SeqList Sq1;//調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)初始化Sq1
SeqList Sq2(Sq1);
system("pause");
return 0;
}代碼解釋：編譯器先調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)初始化Sq1，然后用類對象Sq1初始化類對象Sq2，我們使用編譯器提供的默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)實現(xiàn)淺拷貝，這時程序就會出現(xiàn)問題了！
雖然語法編譯能通過：
但是運行程序終究會是報錯的！
我們注意到在初始化Sq1的時候我們在堆區(qū)開辟了地址，如果我們這時淺拷貝初始化Sq2，那么在調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的時候會造成對同一塊空間重復(fù)釋放，所以造成程序崩潰！
3.3：拷貝構(gòu)造函數(shù)調(diào)用時機
C++中拷貝構(gòu)造函數(shù)調(diào)用時機通常有三種情況：
1. 使用一個已經(jīng)創(chuàng)建完畢的對象來初始化一個新對象
class Person {
public:
Person() {
cout << "無參構(gòu)造函數(shù)!" << endl;
mAge = 0;
}
Person(int age) {
cout << "有參構(gòu)造函數(shù)!" << endl;
mAge = age;
}
Person(const Person& p) {
cout << "拷貝構(gòu)造函數(shù)!" << endl;
mAge = p.mAge;
}
//析構(gòu)函數(shù)在釋放內(nèi)存之前調(diào)用
~Person() {
cout << "析構(gòu)函數(shù)!" << endl;
}
public:
int mAge;
};
//1. 使用一個已經(jīng)創(chuàng)建完畢的對象來初始化一個新對象
void test01() {
Person man(100); //p對象已經(jīng)創(chuàng)建完畢
Person newman(man); //調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
2. 值傳遞的方式給函數(shù)參數(shù)傳值
//這里代碼都旨在說明目的，代碼不全！
void doWork(Person p1) {//相當(dāng)于Person p1 = p;
//
}
void test02() {
Person p; //無參構(gòu)造函數(shù)
doWork(p);
}
3. 以值方式返回局部對象
//這里代碼都旨在說明目的，代碼不全！
Person doWork2(){
Person p1;
cout << (int *)&p1 << endl;
return p1;
}
void test03(){
Person p = doWork2();
cout << (int *)&p << endl;
}
int main() {
test03();
system("pause");
return 0;
}這里可以看作Person p = p1；也相當(dāng)于調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。
3.4：構(gòu)造函數(shù)調(diào)用規(guī)則
默認(rèn)情況下，c++編譯器至少給一個類添加3個函數(shù)：
- 默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)(無參，函數(shù)體為空)
- 默認(rèn)析構(gòu)函數(shù)(無參，函數(shù)體為空)
- 默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)，對屬性進(jìn)行值拷貝
構(gòu)造函數(shù)調(diào)用規(guī)則如下：
- 如果用戶定義有參構(gòu)造函數(shù)，c++不在提供默認(rèn)無參構(gòu)造，但是會提供默認(rèn)拷貝構(gòu)造。
- 如果用戶定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，c++不會再提供其他構(gòu)造函數(shù)。
到此這篇關(guān)于C++類與對象深入之構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++類與對象內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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