快捷導(dǎo)航

詳解C++之類和對象(2)

更新時(shí)間：2021年11月11日 08:35:37 作者：LUYAO_LY

類是創(chuàng)建對象的模板，一個(gè)類可以創(chuàng)建多個(gè)對象，每個(gè)對象都是類類型的一個(gè)變量；創(chuàng)建對象的過程也叫類的實(shí)例化。每個(gè)對象都是類的一個(gè)具體實(shí)例（Instance），擁有類的成員變量和成員函數(shù)

一.構(gòu)造函數(shù)

1.構(gòu)造函數(shù)的定義：

構(gòu)造函數(shù) 是一個(gè) 特殊的成員函數(shù)，名字與類名相同 , 創(chuàng)建類類型對象時(shí)由編譯器自動調(diào)用，保證每個(gè)數(shù)據(jù)成員都有一個(gè)合適的初始值，并且在對象的生命周期內(nèi)只調(diào)用一次。其實(shí)構(gòu)造函數(shù)的作用就是完成成員變量的初始化，但不同于c語言的初始化構(gòu)造函數(shù)可以實(shí)在創(chuàng)造對象的同時(shí)就完成成員變量的初始化。

2.構(gòu)造函數(shù)的特征：

1. 函數(shù)名與類名相同。

2. 無返回值。

3. 對象實(shí)例化時(shí)編譯器自動調(diào)用對應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)。

4. 構(gòu)造函數(shù)可以重載。

3.構(gòu)造函數(shù)的實(shí)現(xiàn)：

構(gòu)造函數(shù)的實(shí)現(xiàn)主要有三種，

1.當(dāng)用戶沒有實(shí)現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)的話系統(tǒng)會默認(rèn)創(chuàng)造一個(gè)，此時(shí)系統(tǒng)會將內(nèi)置類型的成員變量賦予隨機(jī)值，而對于自定義類型的成員變量則會調(diào)用他們的構(gòu)造函數(shù)。（注：內(nèi)置類型一般指的是：int char double float等這些定義好的類型，自定義類型指的是：struct這種類型以及class類這種）。

2.當(dāng)然用戶也可以自己實(shí)現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)，一種為無參構(gòu)造

3.類一種為帶參構(gòu)造，但是在帶參構(gòu)造中我們使用全缺省構(gòu)造。我們用代碼展示一下：

3.1.系統(tǒng)默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)

我們可以看到當(dāng)我們沒有在Data類進(jìn)行函數(shù)構(gòu)造的時(shí)系統(tǒng)將會自己默認(rèn)創(chuàng)建構(gòu)造函數(shù)，對內(nèi)置類型變量賦予隨機(jī)值，自定義類型調(diào)用自己的構(gòu)造函數(shù)（若自定義類型也沒有定義構(gòu)造函數(shù)那么此例子中的_a1和_a2也會被賦予隨機(jī)值）

3.2無參構(gòu)造

3.3 帶參構(gòu)造

這里出一個(gè)問題對于代碼風(fēng)格造成的問題:成員變量year最后的結(jié)果是多少呢?

class A{public:A(int year){year = year;}private:int year;};int main(){A a(20);}

答案是：隨機(jī)值。那么為什么是隨機(jī)值呢？這里主要是變量之間它采用了就近原則，所以等式左邊的year會直接尋找離他最近的變量所以會將等式右邊的year直接賦值給它自己，所以year最后的值就是隨機(jī)值。

我們繼續(xù)來說帶參的構(gòu)造函數(shù)，我們一般推薦使用的是全缺省的構(gòu)造函數(shù)（注：

無參的構(gòu)造函數(shù)和全缺省的構(gòu)造函數(shù)都稱為默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，并且默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)只能有一個(gè)。無參構(gòu)造函數(shù)、全缺省構(gòu)造函數(shù)、我們沒寫編譯器默認(rèn)生成的構(gòu)造函數(shù)，三者都可以認(rèn)為是默認(rèn)成員函數(shù)。

）

二析構(gòu)函數(shù)

構(gòu)造函數(shù)時(shí)完成對象的初始化，那么一個(gè)對象又是怎么樣被銷毀的呢？

1.析構(gòu)函數(shù)的定義

與構(gòu)造函數(shù)功能相反，析構(gòu)函數(shù)不是完成對象的銷毀，局部對象銷毀工作是由編譯器完成的。而對象在銷毀時(shí)會自動調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，完成類的一些清理工作。

2.析構(gòu)函數(shù)的特征

1. 析構(gòu)函數(shù)名是在類名前加上字符 ~ 。

2. 無參數(shù)無返回值。

3. 一個(gè)類有且只有一個(gè)析構(gòu)函數(shù)。若未顯式定義，系統(tǒng)會自動生成默認(rèn)的析構(gòu)函數(shù) 。

4. 對象生命周期結(jié)束時(shí)， C++ 編譯系統(tǒng)系統(tǒng)自動調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。

這里我們用棧的例子來說明析構(gòu)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)以及作用。

class Stack
	{
	public:
		Stack(int capacity = 4)
		{
			_a = (int*)malloc(sizeof(int)*capacity);
			if (_a == nullptr)
			{
				cout << "malloc fail" << endl;
				exit(-1);
			}
			_top = 0;
			_capacity = capacity;
		}
	//析構(gòu)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)
		~Stack()
		{
			// 像Stack這樣的類，對象中的資源需要清理工作，就用析構(gòu)函數(shù)
			free(_a);
			_a = nullptr;
			_top = _capacity = 0;
		}
 	private:
		int* _a;
		int _top;
		int _capacity;
	};

這里是完成構(gòu)造函數(shù)，有自己定義的析構(gòu)函數(shù)的效果。同構(gòu)造函數(shù)一樣對于內(nèi)置成員變量析構(gòu)函數(shù)會置為隨機(jī)值，而自定義類型則會去調(diào)用他們的析構(gòu)函數(shù)。

三拷貝函數(shù)

如果某些時(shí)候我們需要去復(fù)制一個(gè)對象，這樣的話我們該怎么樣去解決呢？

這里我們就需要引入拷貝函數(shù)。那么什么叫做拷貝函數(shù)呢？我們應(yīng)該去怎么實(shí)現(xiàn)呢？有什么注意事項(xiàng)呢？這里我們一一來說道。

1.拷貝函數(shù)定義

構(gòu)造函數(shù) ：只有單個(gè)形參，該形參是對本類類型對象的引用 ( 一般常用 const 修飾 ) ，在用已存在的類類型對象創(chuàng)建新對象時(shí)由編譯器自動調(diào)用。

2.拷貝函數(shù)的特性

1. 拷貝構(gòu)造函數(shù) 是構(gòu)造函數(shù)的一個(gè)重載形式。

2. 拷貝構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)只有一個(gè)且必須使用引用傳參，使用傳值方式會引發(fā)無窮遞歸調(diào)用。

3. 若未顯示定義，系統(tǒng)生成默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)。默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)對象按內(nèi)存存儲按字節(jié)序完成拷貝，這種拷貝我們叫做淺拷貝，或者值拷貝。

3.拷貝函數(shù)的實(shí)現(xiàn)

拷貝函數(shù)的實(shí)現(xiàn)分為兩種一種是系統(tǒng)默認(rèn)，一種是自己定義。我們分別來看其效果

class A 
{
public:
	A() 
	{ 
         _a1 = 1;
		 _a2 = 2;
	}
	~A() 
	{
		cout << "A()" << endl;
	}
private:
	int _a1;
	int _a2;
};
 class Data
{
public:
	/*Data() 
	{
		_year = 2021;
		_month = 12;
		_day = 12;
	}*/
	//Data(int year, int month, int day) 
	//{
	//	_year = year;
	//	_month = month;
	//	_day = day;
	//}
	Data(int year = 2022, 
		int month = 12, 
		int day = 12) 
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	A a;
};
 int main() 
{
	Data s;
	//拷貝函數(shù)的調(diào)用
	Data s2(s);
	return 0;
}

調(diào)用系統(tǒng)默認(rèn)生成拷貝函數(shù)（注：這里拷貝函數(shù)的拷貝對自定義類型和內(nèi)置類型的成員變量處理都是一致的完成字節(jié)序的值拷貝）

圖1 調(diào)用系統(tǒng)默認(rèn)生成的拷貝函數(shù)

圖2 調(diào)用用戶自己定義的拷貝函數(shù)

在這里我們順便說一下在自定義拷貝函數(shù)的時(shí)候一定要使用引用不然會出現(xiàn)無限遞歸例如 Data（Data s）{}正確的使用是Data (const Data & s){}其中const是為了保護(hù)原數(shù)據(jù)不被輕易改動。

class A 
{
public:
	A() 
	{ 
         _a1 = 1;
		 _a2 = 2;
	}
	~A() 
	{
		cout << "A()" << endl;
	}
private:
	int _a1;
	int _a2;
};
 class Data
{
public:
	/*Data() 
	{
		_year = 2021;
		_month = 12;
		_day = 12;
	}*/
	//Data(int year, int month, int day) 
	//{
	//	_year = year;
	//	_month = month;
	//	_day = day;
	//}
	Data( const Data &s) 
	{
		_year = s._year;
		_month = s._month;
		_day = s._day;
 	}
	Data(int year = 2023, 
		int month = 12, 
		int day = 12) 
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	A a;
};
 int main() 
{
	Data s;
	//拷貝函數(shù)的調(diào)用
	Data s2(s);
	return 0;
}

我們可以發(fā)現(xiàn)s2均完整的賦值了s的內(nèi)容，但是這里真的就沒有問題了嗎？如果我們使用系統(tǒng)默認(rèn)生成的拷貝函數(shù)成員變量中含有指針那么會出現(xiàn)什么樣的問題呢？

class String
{
public:
String(const char* str = "jack")
 {
_str = (char*)malloc(strlen(str) + 1);
strcpy(_str, str);
 }
~String()
 {
cout << "~String()" << endl;
free(_str);
 }
private:
char* _str;
};
int main()
{
String s;
String s1(s);
}