【C++】C++中的构造函数和析构函数详解

news2024/10/6 22:22:12

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本篇主题为：C++中的构造函数和析构函数详解

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写在前头：

本篇会从类的六个默认成员函数开始，进入构造函数和析构函数的了解。

一、类的六个默认成员函数

二、构造函数

2.1 构造函数的概念

2.2 构造函数的特点

无参和有参的构造函数

2.3 随机值的初始化

三、析构函数

3.1 析构函数概念

3.2 析构函数的特点

一、类的六个默认成员函数

在上篇文章中（点击链接跳转），我们涉及到一个特殊类，这个类中什么成员都没有，其大小为1字节，我们将如果一个类中什么成员都没有，简称为空类。

例如：A1不是空类，A2是空类。

class A1
{
public:
	void f1(){}
};
 
class A2{};

空类中真的什么都没有吗？并不是，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。

什么是默认成员函数？
默认成员函数指的是用户没有显式实现，编译器会自动生成的成员函数称为默认成员函数。

二、构造函数

构造函数作为类默认成员函数中特殊的成员函数，是面向对象编程中非常重要的概念，那什么是构造函数呢？

2.1 构造函数的概念

现在我们有一个简易的学生类，注意，参数类型是const char*，而不是char（因为传入的参数是常量字符串，类型为const char*）

#include<iostream>
using namespace std;

class Student
{
public:
	void Init(const char* name,int age,const char* ID)
	{
		strcpy(_name, name);
		_age = age;
		strcpy(_ID, ID);
	}
	void Print()
	{
		cout <<"学生姓名：" << _name << endl;
		cout <<"学生年龄：" << _age << endl;
		cout <<"学生学号：" << _ID << endl;
	}
private:
	char _name[20];
	int _age;
	char _ID[20];
};

int main()
{
	Student stu1;
	stu1.Init("zhangsan", 21, "20001216A11");
	
	stu1.Print();
	return 0;
}

那我们每次初始化都要调用一个Init，或者经常忘记初始化，能否省略这个步骤呢？于是C++里就引入了构造函数这个概念。

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。

2.2 构造函数的特点

构造函数是特殊的成员函数，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。

构造函数的特点如下：

函数名与类名相同。
无返回值。（无返回值不是void，而是不需要写）
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。

构造函数也分无参和有参数类型

无参和有参的构造函数

例如：

class Student
{
public:
	//无参构造函数
	Student()
	{
		strcpy(_name, "xxxxxx");
		_age = 0;
		strcpy(_ID, "xxxxxxx");
	}
	//有参构造函数
	Student(const char*name,int age,const char* ID)
	{
		strcpy(_name, name);
		_age = age;
		strcpy(_ID, ID);
	}
	void Print()
	{
		cout << "学生姓名：" << _name << endl;
		cout << "学生年龄：" << _age << endl;
		cout << "学生学号：" << _ID << endl;
	}
private:
	char _name[20];
	int _age;
	char _ID[20];
};

int main()
{
	Student stu1;//调用了无参的构造函数
	stu1.Print();

	Student stu2("zhangsan", 21, "20001216A11");//调用有参的构造函数
	stu2.Print();
	return 0;
}

在学生类中，两个构造函数构成函数重载。在对象实例化的时候，自动调用了对应构造函数，在这个学生类，我们使用了构造函数来初始化对象，但是注意在调用无参函数的时候不加 ()。

2.3 随机值的初始化

我们说构造函数，是默认的成员函数，编译器一定会调用，但是它并没有初始化？

我们看个例子：

class Student
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "学生姓名：" << _name << endl;
		cout << "学生年龄：" << _age << endl;
		cout << "学生学号：" << _ID << endl;
	}
private:
	char _name[20];
	int _age;
	char _ID[20];
};

int main()
{
	Student stu1;//调用默认的构造函数
	stu1.Print();

	return 0;
}

结果：

它不是会初始化吗？但是为什么这里没有初始化，按道理来说，应该是根据类型不同，我们就直接赋值，比如，整型给0，浮点数给0.0……

其实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，默认生成的构造函数，对于内置类型不做处理，自定义类型会去调用它的默认构造函数

例如：

class P
{
public:
	P()
	{
		cout << "P()" << endl;
		_P = 0;
	}
private:
	int _P;
};

class Student
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "学生姓名：" << _name << endl;
		cout << "学生年龄：" << _age << endl;
		cout << "学生学号：" << _ID << endl;
	}
private:
	char _name[20];
	int _age;
	char _ID[20];

	P p1; //对自定义类型调用对应的默认构造函数
};

int main()
{
	Student stu1;//调用默认的构造函数
	stu1.Print();

	return 0;
}

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。

例如：

class Student
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "学生姓名：" << _name << endl;
		cout << "学生年龄：" << _age << endl;
		cout << "学生学号：" << _ID << endl;
	}
private:
	char _name[20] = "xxxx"; //注意这里还是声明,声明给缺省值
	int _age = 0;
	char _ID[20]= "xxxxxxxx";
};

int main()
{
	Student stu1;//调用默认构造函数
	stu1.Print();

	return 0;
}

三、析构函数

通过前面构造函数的学习，我们知道一个对象是怎么来的，那一个对象又是怎么没呢的？

3.1 析构函数概念

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 析构函数的特点

析构函数是特殊的成员函数，其特点如下：

析构函数名是在类名前加上字符 ~。
无参数无返回值。
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，C++编译系统系统自动调用析构函数。

学生类的析构函数：

class Student
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "学生姓名：" << _name << endl;
		cout << "学生年龄：" << _age << endl;
		cout << "学生学号：" << _ID << endl;
	}
	~Student()//析构函数
	{
		cout << "~Student()" <<endl ;
	}
private:
	char _name[20]; 
	int _age;
	char _ID[20];
};

int main()
{
	Student stu1;//调用默认构造函数
	stu1.Print();

	return 0;
}

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，我们简易的学生类；有资源申请时，一定要写，否则会造成资源泄漏，比如Stack类。

总结：