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
1.类的6个默认成员函数
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：
- 函数名与类名相同。
- 无返回值(不是写void，就是真真正正的没有)。
- 对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。
- 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; }
2.2.3特性5~7
- 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;
}
为什么是随机值呢？这就牵扯到了特性6了
- 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;
}
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
- 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;
}
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：
- 析构函数名是在类名前加上字符
~。- 无参数无返回值类型(跟构造函数一样)。
- 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
- 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;
}
- 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
- 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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