『C++成长记』构造函数和析构函数

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一、类的六个个默认成员函数

📒1.1认识默认成员函数

二、构造函数

📒2.1为什么要有构造函数

📒2.2构造函数的概念

📒2.3构造函数的特性

📒2.4编译器生成的构造函数

📒2.5编译器生成构造函数的作用

📒2.6默认构造函数

三、析构函数

📒3.1析构函数的概念

📒3.2析构函数的特性

📒3.3编译器生成析构函数的作用

一、类的六个个默认成员函数

如果一个类中什么成员都没有，简称为空类。

空类不是没有任何用，任何类在什么都不写时，编译器会自动生成以下6个默认成员函数。

📒1.1认识默认成员函数

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。

构造函数：完成初始化工作。
析构函数：完成对空间的清理工作。
拷贝构造：使用同类对象初始化创建对象。
赋值重载：把一个对象赋值给另外一个对象。
取地址重载：普通对象和const对象取地址，这两个很少自己实现。

二、构造函数

📒2.1为什么要有构造函数

class Date
{
public:
    void Init(int year, int month, int day)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    Date d1;
    d1.Init(2022, 7, 5);//调用初始化函数
    return 0;
}

以前我们创建对象后，都要自己调用初始化函数，这样的操作十分麻烦，而且当对象增多时，有些对象我们可能会忘记初始化，这时程序就会出现错误。那么能否在创建对象的时候，就自动对它初始化。于是，就有了构造函数。

📒2.2构造函数的概念

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。

class Date
{
public:
    //构造函数
    Date(int year, int month, int day)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
 };
  
void TestDate()
{
   Date d1(2015, 1, 1); // 自己调用构造函数
}

📒2.3构造函数的特性

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。

📝特性：

函数名与类名相同。
无返回值。
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:
     // 1.无参构造函数
     Date()
     {}
  
     // 2.带参构造函数
     Date(int year, int month, int day)
     {
          _year = year;
          _month = month;
          _day = day;
     }
private:
     int _year;
     int _month;
     int _day;
 };
  
void TestDate()
{
     Date d1; // 调用无参构造函数
     Date d2(2015, 1, 1); // 调用带参的构造函数
     Date d3();//错误写法
}

注意：如果通过无参构造函数创建对象时，对象后面不用跟括号，否则就成了函数声明。

📒2.4编译器生成的构造函数

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。

class Date
{
public:
    /*
    // 如果用户显式定义了构造函数，编译器将不再生成
    Date(int year, int month, int day)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    */
 
 private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
 
int main()
{
	Date d1;
	return 0;
}

将Date类中构造函数屏蔽后，代码可以通过编译，因为编译器生成了一个无参的默认构造函数。将Date类中构造函数放开，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，Date d1; 没有可以调用的无参构造函数，所以会失败。

📒2.5编译器生成构造函数的作用

d1对象调用了编译器生成的默认构造函数，但是对象_year、_month、_day，是随机值。那这里编译器生成的默认构造函数有什么用呢？

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。（所有类型的指针都属于内置类型）。编译器生成的默认构造函数，对内置类型不做处理，对自定义类型，会去调用它的默认构造函数。

//先定义一个时间类
class Time
{
public:
    Time()
    {
        cout << "Time()" << endl;
        _hour = 0;
        _minute = 0;
        _second = 0;
    }
private:
    int _hour;
    int _minute;
    int _second;
};

//再定义一个日期类
class Date
{
private:
    // 基本类型(内置类型)
	int _year;
    int _month;
    int _day;
    // 自定义类型
    Time _t;
};

int main()
{
    Date d;
    return 0;
}

如上代码，定义了一个日期类Date，有四个成员变量，其中_year、_month、_day都是内置类型，_t 是自定义类型，它是一个时间类Time，Time类中写了一个构造函数。运行程序，自定义类型调用了自己的默认构造函数，对值进行了初始化。这意味着，在创建对象的时候，会去使用编译器生成的无参默认构造函数。

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。

🎀示例：
class Date
{
private:
    int _year = 2023;
    int _month = 11;
    int _day = 16;
};
 
int main()
{
	Date d1;
	return 0;
}

📒2.6默认构造函数

编译器自动生成的构造函数、无参构造函数、全缺省构造函数，这三种都叫做默认构造函数，它们都有一个共同的特点：可以不用传参。默认构造函数只能有一个，后面俩，在语法上可以构成函数重载，但是在无参调用的时候，会发生歧义，出现调用不明确。

//无参构造函数
Date()
{
    _year = 2023;
    _month = 11;
    _day = 16;
}

//全缺省构造函数
Date(int year = 2023, int month = 11, int day = 16)
{
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
}

注意：要把默认构造函数和默认成员函数区分清楚，默认成员函数是我们不写编译器会自动生成的，默认构造函数是不需要传参的构造函数。编译器生成的构造函数，既是默认构造函数，同时也是默认成员函数。

三、析构函数

📒3.1析构函数的概念

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析构函数的特性

📝特性：

析构函数名是在类名前加上字符 ~。
无参数无返回值类型。
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。
对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数。

typedef int DataType;
class Stack
{
public:
    Stack(size_t capacity = 3)
    {
        _array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
        if (NULL == _array)
        {
            perror("malloc申请空间失败!!!");
            return;
        }
        _capacity = capacity;
        _size = 0;
    }
    void Push(DataType data)
    {
        // CheckCapacity();
        _array[_size] = data;
        _size++;
    }
    // 其他方法...
    ~Stack()//析构函数
    {
        if (_array)
        {
            free(_array);
            _array = NULL;
            _capacity = 0;
            _size = 0;
        }
    }
private:
    DataType* _array;
    int _capacity;
    int _size;
};

void TestStack()
{
    Stack s;
    s.Push(1);
    s.Push(2);
}

Stack中的成员变量_array是在堆区上申请的空间，这块空间在程序结束后不会自动还给操作系统，当_array清理后，就找不到动态申请的那块空间，会造成内存泄漏，因此在对象销毁前，要通过析构函数去释放成员变量_array指向的空间，这就是析构函数的作用。

注意：析构函数不能重载

📒3.3编译器生成析构函数的作用

编译器会自动生成的析构函数，对内置类型不做处理，对自定义类型会去调用它的析构函数。

class Time
{
public:
    ~Time()
    {
        cout << "~Time()" << endl;
    }
private:
    int _hour;
    int _minute;
    int _second;
};

class Date
{
private:
    // 基本类型(内置类型)
    int _year = 1970;
    int _month = 1;
    int _day = 1;
    // 自定义类型
    Time _t;
};
int main()
{
    Date d;
    return 0;
}

main函数中创建了 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_t是Time类对象，所以在 d 销毁时，要将其内部包含的Time类的_t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。