【C++从练气到飞升】03---构造函数和析构函数

 

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目录

⛳️推荐

一、类的6个默认成员函数

二、构造函数

1. 构造函数的概念

2. 构造函数的定义

3. 构造函数的特性

三、析构函数

1. 析构函数的概念

2. 析构函数的特性


⛳️推荐

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一、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。
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

二、构造函数

1. 构造函数的概念

如下Date类,没有初始化打印出来就会是随机值,同时对于栈没有初始化,就会报错
那如果想能否在创建对象的同时,就将信息设置进去呢。因此,就有了构造函数。以Date类为例:

#include<iostream>
using namespace std;
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;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1;d1.Print();//没有调用Init初始化函数Date d2;d2.Init(2022, 7, 6);//调用Init初始化函数d2.Print();return 0;
}
 

对于Date类,可以通过 Init 公有方法给对象设置日期,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,那能否在对象创建时,就将信息设置进去呢?

2. 构造函数的定义

🌟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。

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
其特征如下:

  • 🌏函数名与类名相同。
  • 🌏无返回值。(不需要写void)
  • 🌏对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。

对于上述代码所运行后的结果没有初始化d1结果是随机值,然后对比下述代码(同样没有初始化d1)及结果;运行结果自动初始化为1/1/1不是随机值且打印了Date(),这就说明对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:构造函数Date()函数名与类名相同且无返回值{cout << "Date()" << endl;_year = 1;_month = 1;_day = 1;}void Init(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1;d1.Print();return 0;
}
  • 🌏构造函数可以重载。(本质可以写多个构造函数,提供多种初始化方式)
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:1. 无参的构造函数Date(){}也可以写成下面这种Date()//函数名与类名相同且无返回值{cout << "Date()" << endl;_year = 1;_month = 1;_day = 1;}2. 有参的构造函数Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}3. 全缺省的构造函数Date(int year=1, int month=1, int day=1)无参和全缺省的不能同时存在会存在调用歧义{_year = year;_month = month;_day = day;}void Init(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1;调用无参的构造函数//Date func();这也可以是一个函数声明所以为了区分不能加()d1.Print();Date d2(2023,8,28);调用带参的构造函数d2.Print();对于全缺省的构造函数使用更灵活可以传一个参数,两个等Date d3(2023);d3.Print();Date d4(2023, 8);d4.Print();return 0;
}

🌟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(例如Date d1() 是错误的 ),否则就成了函数声明以下代码的函数:声明了d1函数,该函数无参,返回一个日期类型的对象warning C4930: “Date d1(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?)

  • 🌏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)(有参的构造函数){_year = year;_month = month;_day = day;}*/void Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}private:int _year;int _month;int _day;};int main(){Date d1;return 0;}

将Date类中构造函数注释后,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,编译器将不再生成无参构造函数,放开后报错:error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用

🌟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,所有类型的指针都是内置类型

#include<iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:Time(){cout << "Time()" << endl;_hour = 0;_minute = 0;_second = 0;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
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;
}
 

🌟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

#include<iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:Time(){cout << "Time()" << endl;_hour = 0;_minute = 0;_second = 0;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)这个地方不是初始化而是声明,声明给的缺省值,默认生成的构造函数就会用这个缺省值初始化int _year = 2023;int _month = 9;int _day = 5;// 自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d;return 0;
}

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。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,前面两个,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。

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。

🌟为什么上述说内置类型用的缺省值

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:Date(){这里_year没有给值而_month _day给了值打印出来是2023/2/1所以声明那给的是缺省值_month = 2;_day = 1;}void Print(){cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}
private:int _year = 2023;int _month = 9;int _day= 5;
};int main()
{Date d1;d1.Print();return 0;
}
 

🌟编译器生成的默认构造的特点:

🌟总结:
一般情况下,都需要我们自己写构造函数,决定初始化方式;成员变量全是自定义类型,可以考虑不写构造函数

三、析构函数

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。

2. 析构函数的特性

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。
  • 🌏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

温馨提示:析构函数不能重载。
🌟后定义先析构

#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;
class Date
{
public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}~Date(){cout << "Date()" << endl;}
private:int  _year;int _month;int _day;
};
class Stack
{
public:Stack(size_t n=4){cout << "Stack(size_t n=4)" << endl;if (n == 0){a = nullptr;top = capacity = 0;}else{a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);if (a == nullptr){perror("realloc fail");exit(-1);}top = 0;capacity = n;}}void Init(){a = nullptr;top = capacity = 0;}void Push(int x){if (top == capacity){size_t newcapacity = capacity == 0 ? 4 : capacity * 2;int*tmp = (int*)realloc(a,sizeof(int) * newcapacity);if (tmp == nullptr){perror("realloc fail");exit(-1);}if (tmp == a){cout << capacity << "原地扩容" << endl;}else{cout << capacity << "异地扩容" << endl;}a = tmp;capacity = newcapacity;}a[top++] = x;}~Stack(){cout << "~Stack()" << endl;free(a);a = nullptr;top = capacity = 0;}int Top(){return a[top - 1];}void Pop(){assert(top > 0);--top;}void Destroy(){free(a);a = nullptr;top = capacity = 0;}bool Empty(){return top == 0;}
private:int* a;int top;int capacity;
};
int main()
{Date d1;Stack st1;Stack st2;//后定义的先析构return 0;
}
 

Stack中的成员变量a、capacity、top都是内置类型,对象st1生命周期结束要销毁的时候,a和capacity和top是在栈上不需要资源清理,最后由系统将其内存回收,而a指向的空间是在堆区上申请的,这块空间不会随着对象生命周期的结束而自动释放,所以会造成内存泄漏,因此在对象销毁前,要通过析构函数去释放成员变量a指向的空间,这就是析构函数的作用。

  • 🌏 关于编译器自动生成的析构函数,是否会完成一些事情呢?

下面的程序我们会看到,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

#include<iostream>
using namespace std;
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;
}
程序运行结束后输出:~Time()
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_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(在堆上申请空间),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(日期)类;有资源申请时,一定要写,否则会造成内存泄漏,比如Stack类。
 

本次的内容到这里就结束啦。希望大家阅读完可以有所收获,同时也感谢各位读者三连支持。文章有问题可以在评论区留言,博主一定认真认真修改,以后写出更好的文章。你们的支持就是博主最大的动力。

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