前言
本文继续介绍C++中与面向对象相关的内容,主要介绍类的六个默认成员函数。
一、类的六个默认成员函数
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.构造函数的引入(概念)
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?
构造函数就能实现这一功能。
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.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。
特征如下:
- 函数名与类名相同。
- 无返回值(void也不能有)。
- 对象实例化时,由编译器自动调用对应的构造函数。
- 构造函数可以重载。
举例(定义一个日期类):
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 // 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(会被编译器误会) // 以下代码的函数:声明了d3函数,该函数无参,返回一个日期类型的对象 Date d3(); }
- 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: //用户显式定义构造函数 Date(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; }
运行结果:
运行报错:error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用。
如果将用户自定义的构造函数注释掉,即不显示定义构造函数,将会使用系统默认生成的构造函数。运行结果:
运行正常: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;
- 编译器生成的默认成员函数,看起来没什么用。创建新Date对象调用了编译器生成的默认构造函数,但是新Date对象的
_year/_month/_day
,依旧是随机值。也就说在这里编译器生成的默认构造函数并没有什么用?
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。
编译器生成默认的构造函数对这两种数据类型有不同的处理:
对内置类型成员不进行处理(即,仍为随机值);
对自定义类型成员会调用它的构造函数。
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; }
运行结果:
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。
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 = 1970; int _month = 1; int _day = 1; // 自定义类型 Time _t; }; int main() { Date d; return 0; }
- 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。
class Date { public: Date() { _year = 1900; _month = 1; _day = 1; } Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1) { _year = year; _month = month; _day = day; } private: int _year; int _month; int _day; }; // 以下测试函数能通过编译吗? void Test() { Date d1; }
运行结果:
三、析构函数
1.析构函数的概念
通过前面构造函数的学习,我们知道一个对象创建时的初始化工作如何完成,那一个对象销毁过程中资源是如何释放的呢?
这就引入了析构函数,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,完成对象资源的清理工作。
2.析构函数的特性
- 析构函数名是在类名前加上字符
~
。 - 无参数无返回值类型。(
void
也不可以) - 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++
编译系统自动调用析构函数
举例(定义一个栈类):
typedef int DataType; class Stack { public: Stack(size_t capacity = 3)//构造函数 { _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) { // 如果容量不够,则扩容CheckCapacity(); _array[_size] = data; _size++; } // 其他方法... ~Stack()//析构函数 { cout << "~Stack()" << endl; 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); } int main() { TestStack(); }
运行结果:
- 关于编译器自动生成的析构函数,是否会完成一些事情呢?
编译器生成的默认析构函数:内置类型成员不需要资源清理,自定类型成员会调用它的析构函数。
typedef int DataType; class Time { public: ~Time()//析构函数 { 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; }
运行结果:
问: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?
答: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;
_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
6. 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
类;有资源申请时,一定要写,否则会造成资源泄漏,比如Stack
类