C++初阶类与对象（二）：详解构造函数和析构函数

上次为类与对象开了一个头：C++初阶类与对象（一）：学习类与对象、访问限定符、封装、this指针
今天就来更进一步

文章目录

  • 1.类的6个默认成员函数
  • 2.构造函数
    • 2.1引入和概念
    • 2.2构造函数特性
      • 2.2.1特性1~4
      • 2.2.2注意
      • 2.2.3特性5~7
      • 2.2.4注意
  • 3.析构函数
    • 3.1概念
    • 3.2特性

1.类的6个默认成员函数

请添加图片描述

如果一个类中什么成员都没有，简称为空类。

空类中并不是什么都没有，任何类在什么都不写时，编译器会自动生成上面6个默认成员函数。

默认成员函数：用户没有显式实现，编译器会生成的成员函数称为默认成员函数

今天就来主要聚焦于构造函数和析构函数

2.构造函数

2.1引入和概念

class Date
{
public:void Init(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;d1.Init(2023, 10, 19);d1.Print(); return 0;
}

每次实例化对象后，都要自己进行初始化（使用成员函数Init），但如果每次创建对象时都调用该方法设置信息，未免有点麻烦，时不时还会忘记初始化。所以构造函数来了：

构造函数是一个特殊的成员函数，名字与类名相同,创建类类型对象时由编译器自动调用，以保证每个数据成员都有 一个合适的初始值，并且在对象整个生命周期内只调用一次

2.2构造函数特性

2.2.1特性1~4

构造函数是特殊的成员函数，需要注意的是，构造函数虽然名称叫构造，但是构造函数的主要任务并不是开空间创建对象，而是初始化对象

其特征如下：

  1. 函数名与类名相同。
  2. 无返回值(不是写void，就是真真正正的没有)。
  3. 对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。
  4. 构造函数可以重载
class Date
{
public:Date() //无参构造函数{   _year = 1;_month = 1;_day = 1;}Date(int year, int month, int day)//有参构造函数  ，二者构成重载{_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();  这样不能调用无参初始化Date d1;//调用无参构造函数d1.Print(); Date d2(2024, 1, 3);//调用带参构造函数d2.Print();return 0;
}

2.2.2注意

  • 调用无参初始化时不能加上括号：加上后与函数声明无法区分开
  • 对有参构造函数使用全缺省可以代替无参构造函数，此时虽然二者依然构成重载，但是初始化对象不知道调用哪一个。此时只需要一个全缺省构造函数就可以
class Date
{
public:Date(int year=1, int month=1, int day=1)//有参构造函数  ，二者构成重载{_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;//调用带参构造函数，全缺省d1.Print();Date d2(2024, 1, 3);//调用带参构造函数d2.Print();Date d3(2024);//传部分也行d3.Print();return 0;
}

请添加图片描述

2.2.3特性5~7

  1. 如果类中没有显式定义构造函数，则C++编译器会自动生成一个无参的默认构造函数，一旦用户显式定义编译器将不再生成

如果Date类有自己定义的构造函数，代码编译失败，因为一旦显式定义任何构造函数，编译器将不再生成默认构造函数

class Date
{
public://此时没有进行显示构造函数定义，会使用系统默认生成的无参构造函数void Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}private:int _year;     // 年int _month;    // 月int _day;      // 日
};int main()
{Date d1;//调用默认构造函数d1.Print();return 0;
}

请添加图片描述

为什么是随机值呢？这就牵扯到了特性6了

  1. 关于编译器生成的默认成员函数，大家会有疑惑：不实现构造函数的情况下，编译器会生成默认的构造函数。但是看起来默认构造函数又没什么用（上面那个例子都是随机值）？d1对象调用了编译器生成的默认构造函数，但是d1对象_year/_month/_day，依旧是随机值。也就说在这里编译器生成的默认构造函数并没有什么用？

解答：C++把类型分成内置类型(基本类型)和自定义类型。内置类型就是语言提供的数据类型，如：int/char…，自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型，看看下面的程序，就会发现编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员_t调用的它的默认构造函数,对于内置类型（如int、float、指针等），默认构造函数不会对其进行任何初始化操作，这意味着它们的值将是未定义的，可能是随机的

class Stack
{
public:Stack(int capacity = 3){_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);assert(_a);_capacity = capacity;_top = -1;}private:int* _a;int _top;int _capacity;//这三个是内置类型
};class Queue
{private:Stack _push;//这两个栈都是自定义类型Stack _pop;
};int main()
{Stack s1;Queue q1;return 0;
}

请添加图片描述

可以看到两个自定义类型的Stack变量都进行了初始化，而且调用了Stack的构造函数,如果Stack没有给构造函数，那Queue也是随机值了

  1. 无参的构造函数和全缺省的构造函数都称为默认构造函数，并且默认构造函数只能有一个。注意：无参构造函数、全缺省构造函数、我们没写编译器默认生成的构造函数，都可以认为是默认构造函数

2.2.4注意

  • C++11 中针对内置类型成员不初始化的缺陷，又打了补丁，即：内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值，可以用来对内置类型进行初始化
  • 指针都是内置类型（Date d1也是）*
class Stack
{
public://Stack(int capacity = 3)//{//	_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);//	assert(_a);//	_capacity = capacity;//	_top = -1;//}private:int* _a=nullptr;int _top=-1;int _capacity=1;//这三个是内置类型
};int main()
{Stack s1;return 0;
}

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3.析构函数

3.1概念

析构函数：与构造函数功能相反，析构函数不是完成对对象本身的销毁，局部对象销毁工作是由编译器完成的。而对象在销毁时会自动调用析构函数，完成对象中资源的清理工作

3.2特性

析构函数是特殊的成员函数，其特征如下：

  1. 析构函数名是在类名前加上字符 ~。
  2. 无参数无返回值类型(跟构造函数一样)。
  3. 一个类只能有一个析构函数。若未显式定义，系统会自动生成默认的析构函数。注意：析构函数不能重载
  4. 对象生命周期结束时（出了作用域），C++编译系统系统自动调用析构函数
class Date
{
public://此时没有进行显示构造函数定义，会使用系统默认生成的无参构造函数void Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}~Date(){cout << "调用了析构函数";}private:int _year=1;     // 年int _month=1;    // 月int _day=1;      // 日
};int main()
{Date d1;d1.Print();return 0;
}

请添加图片描述

  1. 关于编译器自动生成的析构函数，是否会完成一些事情呢？编译器生成的默认析构函数，对自定类型成员调用它的析构函数。对内置类型不进行处理
class Time
{
public:~Time(){cout << "调用了time的析构函数" << endl;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)int _year = 1;int _month = 1;int _day = 1;// 自定义类型Time _time;
};int main()
{Date d1;return 0;
}

  • 程序运行结束后输出：调用了time的析构函数

  • 在main方法中根本没有直接创建Time类的对象，为什么最后会调用Time类的析构函数？

    因为：main方法中创建了Date对象d，而d中包含4个成员变量，其中_year, _month, _day三个是内置类型成员，销毁时不需要资源清理，最后系统直接将其内存回收即可；

    而_time是Time类对象，所以在 d销毁时，要将其内部包含的Time类的_time对象销毁，所以要调用Time类的析构函数。但是：main函数 中不能直接调用Time类的析构函数，实际要释放的是Date类对象，所以编译器会调用Date类的析构函数，而Date没有显式提供，则编译器会给Date类生成一个默认的析构函数，目的是在其内部调用Time类的析构函数，即当Date对象销毁时，要保证其内部每个自定义对象都可以正确销毁

  • main函数中并没有直接调用Time类析构函数，而是显式调用编译器为Date类生成的默认析构函数

注意：创建哪个类的对象则调用该类的析构函数，销毁那个类的对象则调用该类的析构函数

  1. 如果类中没有申请资源时，析构函数可以不写，直接使用编译器生成的默认析构函数，比如Date类；有资源申请时，一定要写，否则会造成资源泄漏(内存泄漏)，比如Stack类

好啦，这次的内容就先到这里啦！期待下次与大家分享！！！

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