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C++修煉之構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)

更新時間：2023年03月31日 14:33:22 作者：花想云

本章節(jié)我們將學習類的6個默認成員函數(shù)中的構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)，并對比C語言階段的內(nèi)容來學習它們的各自的特性，感興趣的同學可以參考閱讀

??默認成員函數(shù)

上一章中我們談到，如果一個類中什么成員也沒有，那么這個類就叫作空類。其實這么說是不太嚴謹?shù)模驗?code>一個類不可能什么都沒有。

當我們定義好一個類，不做任何處理時，編譯器會自動生成以下6個默認成員函數(shù)：

默認成員函數(shù)：如果用戶沒有手動實現(xiàn)，則編譯器會自動生成的成員函數(shù)
構(gòu)造函數(shù)：主要完成初始化工作；
析構(gòu)函數(shù)：主要完成清理工作；
拷貝構(gòu)造：使用一個同類的對象初始化創(chuàng)建一個對象；
賦值重載：把一個對象賦值給另一個對象；
取地址重載：普通對象取地址操作；
取地址重載（const）：const對象取地址操作；

本章我們將學習兩個默認成員函數(shù)——構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)。

??構(gòu)造函數(shù)

??引例

在C語言階段，我們實現(xiàn)棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，有一件事很苦惱，就是每當創(chuàng)建一個stack對象（之前叫作定義一個stack類型的變量）后，首先得調(diào)用它的專屬初始化函數(shù)StackInit來初始化對象。

typedef int dataOfStackType;

typedef struct stack
{
	dataOfStackType* a;
	int top;
	int capacity;
}stack;

void StackInit(stack* ps);
//...

 int main()
 {
	 stack s;
	 StackInit(&s);
	 //...
	 return 0;
 }

這不免讓人覺得有點麻煩。在C++中，構(gòu)造函數(shù)為我們很好的解決了這一問題。

??構(gòu)造函數(shù)的概念及特性

構(gòu)造函數(shù)是一個特殊的成員函數(shù)。構(gòu)造函數(shù)雖然叫作構(gòu)造，但是其主要作用并不是開辟空間創(chuàng)建對象，而是初始化對象。

構(gòu)造函數(shù)之所以特殊，是因為相比于其它成員函數(shù)，它具有如下特性：

函數(shù)名與類名相同；
無返回值；
對象實例化時，編譯器自動調(diào)用對應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)；
構(gòu)造函數(shù)可以重載；

??舉例??

class Date
{
public:
	//無參的構(gòu)造函數(shù)
	Date()
	{};
	//帶參的構(gòu)造函數(shù)
	Date(int year,int month,int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

void TestDate()
{
	Date d1;//調(diào)用無參構(gòu)造函數(shù)（自動調(diào)用）
	Date d2(2023, 3, 29);//調(diào)用帶參構(gòu)造函數(shù)（自動調(diào)用）
}

??特別注意??

創(chuàng)建對象時編譯器會自動調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，若是調(diào)用無參構(gòu)造函數(shù)，則無需在對象后面使用()。否則會產(chǎn)生歧義：編譯器無法確定你是在聲明函數(shù)還是在創(chuàng)建對象。

??錯誤示例??

//錯位示例
Date d3();

如果類中沒有顯式定義構(gòu)造函數(shù)，則C++編譯器會自動生成一個無參的默認構(gòu)造函數(shù)，一旦用戶顯式定義編譯器將不再生成。

class Date
{
public:
	//若用戶沒有顯示定義，則編譯器自動生成。
	/*Date(int year,int month,int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}*/

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

默認生成構(gòu)造函數(shù)，對內(nèi)置類型成員不作處理；對自定義類型成員，會調(diào)用它的默認構(gòu)造函數(shù)；

C++把類型分成內(nèi)置類型（基本類型）和自定義類型。內(nèi)置類型就是語言提供的數(shù)據(jù)類型，如：int、char、double…，自定義類型就是我們使用class、struct、union等自己定義的類型。

??舉例??

??默認構(gòu)造函數(shù)對內(nèi)置類型??

class Date
{
public:
	//此處不對構(gòu)造函數(shù)做顯示定義，測試默認構(gòu)造函數(shù)
	/*Date()
	{}*/

	void print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
void TestDate1()
{
	Date d1;
	d1.print();
}

如圖所示，默認構(gòu)造函數(shù)的確未對內(nèi)置類型做處理。

??默認構(gòu)造函數(shù)對自定義類型??

class stack
{
public:
	//此處對stack構(gòu)造函數(shù)做顯示定義
	stack()
	{
		cout <<"stack()" << endl;
		_a = nullptr;
		_top = _capacity = 0;
	}
private:
	int* _a;
	int _top;
	int _capacity;
};
class queue
{
public:
	//此處不對queue構(gòu)造函數(shù)做顯示定義，測試默認構(gòu)造函數(shù)
	/*queue()
	{}*/
private:
	//自定義類型成員
	stack _s;
};

void TestQueue()
{
	queue q;
}

如圖所示，在創(chuàng)建queue對象時，默認構(gòu)造函數(shù)對自定義成員_s做了處理，調(diào)用了它的默認構(gòu)造函數(shù)stack()。

這一波蜜汁操作讓很多C++使用者感到困惑與不滿，為什么要針對內(nèi)置類型和自定義類型做不同的處理呢？終于，在C++11中針對內(nèi)置類型成員不初始化的缺陷，又打了補丁，即：

內(nèi)置類型成員變量在類中聲明時可以給默認值；

??舉例??

class Date
{
public:
//...
	void print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	//使用默認值
	int _year = 0;
	int _month = 0;
	int _day = 0;
};
void TestDate2()
{
	Date d2;
	d2.print();
}

默認值：若不對成員變量做處理，則使用默認值。

無參的構(gòu)造函數(shù)和全缺省的構(gòu)造函數(shù)都稱為默認構(gòu)造函數(shù)，并且默認構(gòu)造函數(shù)只能有一個；

??舉例??

class Date
{
public:
	//無參的默認構(gòu)造函數(shù)
	//Date()
	//{

	//}

	//全缺省的默認構(gòu)造函數(shù)
	Date(int year = 0, int month = 0, int day = 0)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	void print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}

private:
	int _year = 0;
	int _month = 0;
	int _day = 0;
};

??析構(gòu)函數(shù)

析構(gòu)函數(shù)與構(gòu)造函數(shù)的特性相似，但功能有恰好相反。構(gòu)造函數(shù)是用來初始化對象的，析構(gòu)函數(shù)是用來銷毀對象的。

需要注意的是，析構(gòu)函數(shù)并不是對對象本身進行銷毀（因為局部對象出了作用域會自行銷毀，由編譯器來完成），而是在對象銷毀時會自動調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，對對象內(nèi)部的資源做清理（例如stack _s中的int* a）。

同樣，有了析構(gòu)函數(shù)，我們再也不用擔心創(chuàng)建對象（或定義變量）后由于忘記釋放內(nèi)存而造成內(nèi)存泄漏了。

??舉例??

class Stack
{
public:
	Stack()
	{
		//...
	}
	void Push(int x)
	{
		//...

	}
	bool Empty()
	{
		// ...

	}
	int Top()
	{
		//...
	}
	void Destory()
	{
		//...
	}
private:
	// 成員變量
	int* _a;
	int _top;
	int _capacity;
};

void TestStack()
{
	Stack s;
	st.Push(1);
	st.Push(2);
	//過去需要手動釋放
	st.Destroy();
}

??析構(gòu)函數(shù)的特性

析構(gòu)函數(shù)名是在類名前加上字符 ~；
無參數(shù)；
無返回值；
一個類只能有一個析構(gòu)函數(shù)。若未顯式定義，系統(tǒng)會自動生成默認的析構(gòu)函數(shù)；
析構(gòu)函數(shù)不能重載；

??舉例??

class Date
{
public:
	Date()
	{
		cout << "Date()" << endl;
	}
	~Date()
	{
		cout << "~Date()" << endl;
	}
private:
	int _year = 0;
	int _month = 0;
	int _day = 0;
};
void TestDate3()
{
	Date d3;
	//d3生命周期結(jié)束時自動調(diào)用構(gòu)造函數(shù)
}

為便于觀察，我們可以在析構(gòu)函數(shù)內(nèi)部寫點兒東西。

編譯器生成的默認析構(gòu)函數(shù)，對自定類型成員調(diào)用它的析構(gòu)函數(shù)；

??舉例??

class stack
{
public:
	//此處對stack構(gòu)造函數(shù)做顯示定義
	stack()
	{
		cout <<"stack()" << endl;
		_a = nullptr;
		_top = _capacity = 0;
	}
	~stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		free(_a);
		_a = nullptr;
		_top = _capacity = 0;
	}
private:
	int* _a;
	int _top;
	int _capacity;
};
class queue
{
public:
	//此處不對queue構(gòu)造函數(shù)做顯示定義，測試默認構(gòu)造函數(shù)
	/*queue()
	{}*/
private:
	//自定義類型成員
	stack _s;
};

void TestQueue1()
{
	queue q;
}

這里可能有小伙伴會好奇：為什么析構(gòu)函數(shù)不像構(gòu)造函數(shù)那樣區(qū)分內(nèi)置類型與自定義類型呢？
答案是：因為內(nèi)置類型壓根不需要我們擔心清理工作，在其生命周期結(jié)束時會自動銷毀。而自定義類型需要擔心，因為自定義類型里可能含有申請資源（例如：malloc申請內(nèi)存須手動釋放）。

如果類中沒有申請資源時，析構(gòu)函數(shù)可以不寫，直接使用編譯器生成的默認析構(gòu)函數(shù)，比如Date類；有資源申請時，一定要寫，否則會造成資源泄漏，比如stack類。

到此這篇關(guān)于C++修煉之構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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