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 。
class Date {};
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 [ 不写编译器,才能生成 ],编译器会生成的成员函数 称为默认成员函数。
二、构造函数
前言:构造函数产生的由来 及引入
没有初始化会产生什么问题?
没有初始化了, 会造成 野指针、随机值 问题
C语言中关于初始化会出现的问题总结:
- 初始化容易忘
class Date { public: void Init(int year, int month, int day) //函数初始化 { _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.Init(2022, 7, 5); d1.Print(); Date d2; d2.Init(2022, 7, 6); d2.Print(); return 0; }
- C语言中,每次都要初始化一下 。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?
C++改进:构造函数( 函数自动初始化 )。
构造函数,将初始化嵌入到类里,让类对象被创建时,自动调用 初始化 [ 即是 默认构造函数 ]
(一)构造函数的 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 。
(二)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。
内置类型 编译器默认不处理
自定义类型进行默认构造函数的调用
【 若 显式定义构造函数 ,则编译器则会调用该显式定义的构造函数,不再自动生成的构造函数。】
- 构造函数 可以重载 。( 如下:无参构造,带参构造 )
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 // 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 Date d2(2015, 1, 1); // 调用带参的构造函数 // 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 // warning C4930: “Date d3(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?) Date d3(); }
★ 构造函数 和 函数声明 的区分
- 无参
- 构造函数 :Date d1; // 没有参数,不能加()
- 函数声明:Date d1(); //()函数调用操作符
- 带参
- 构造函数 :Date d1(2023,10,19); // 只需要根据缺省参数,给出对应初始化的值
- 函数声明:Date d1(int,int,int); // 函数声明,参数要有类型声明
- 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) { _year = year; _month = month; _day = day; } */ void Print() { cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; } private: int _year; int _month; int _day; }; int main() { // 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 // 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 Date d1; return 0; }
- 默认构造函数:对于内置类型,编译器默认不处理;对于自定义类型,编译器进行默认构造函数的调用 。
- 关于编译器生成的默认成员函数:很多童鞋会有疑惑:不实现构造函数的情况下,编译器会生成默认的构造函数。但是看起来默认构造函数又没什么用?d对象调用了编译器生成的默认构造函数,但是d对象_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/ 指针 …,自定义类型 就是我们使用class/struct/union等 自己定义的类型 。
Date* p 也是内置类型,只是指向不同 。 - 看看下面的程序,就会发现编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员_t调用的它的默认成员函数。
- 默认构造函数:对于内置类型,编译器默认不处理;对于自定义类型,编译器进行默认构造函数的调用 。
★ 总结 :
- 一般情况下,我们都要自己写构造函数
- 对于内置类型,都默认编译器不会进行处理,自己在类中声明时给默认值进行初始化 ( 给缺省值 )。
成员都是自定义类型,或者声明时给了缺省值,可以考虑让编译器自己生成构造函数。
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; }
- 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进行初始化 ( 给缺省值 )。
class Time { public: Time() //自定义类型 调用构造函数 { 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) //内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值进行初始化 int _year = 1970; //相当于声明(并没有开辟空间),而不是定义 int _month = 1; int _day = 1; // 自定义类型 Time _t; }; int main() { Date d; return 0; }
【 小知识:一般更新,只会向前兼容,不敢在原版改,怕改错了原代码不兼容了。所以都是以打补丁的形式,兼容之前的代码 】
- 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 。【 不需要传参的 => 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? //不能,默认构造函数只能有一个 void Test() { Date d1; }
- 情况:声明和定义分离(X):缺省参数不能声明和定义同时给(怕给的不一致,规定只能在声明给),内置类型初始化时不能访问private 】
三、析构函数
前言 :为什么会产生析构函数 及 析构函数的引入
函数销毁也是一经常容易忘记的事,会导致内存泄露的问题 。编译器检测不出内存泄露问题 并 报错 。
所以将销毁的信息也嵌入到类中,编译器 自动调用 对应的析构函数( destroy )
(一)析构函数 概念:
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。
(1)对象的空间开辟与销毁 以及 对象中资源的开辟与销毁
- 对象的空间开辟与销毁
对象的空间开辟和销毁 是跟着 系统(栈帧)的开辟和销毁 进行的 。 空间是构造栈帧的时候开的,函数调用结束,函数main销毁,它也跟着销毁了。【那么他们开辟构造和销毁析构的顺序 就跟栈的顺序一样(后进先出)】。
【这只是对象的空间内存的开辟,在对象中的资源的开辟 与 清理工作,还需要靠 构造函数 和 析构函数 来进行。】
- 对象中资源的开辟与销毁
有关于内存资源动态开辟与销毁的,就得用 构造函数 和 析构函数 。
开辟:构造函数( 构造函数虽叫构造,但又负责初始化 。)
销毁:析构函数( 销毁 )
(二)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。【这样函数就不会重载了】
- 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 。
不能释放内存空间【有的情况(如迭代器),系统不敢擅作主张 】,若有 动态开辟的资源 ,则需要自己构建析构函数。 - 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 。
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 [ 有无申请资源动态开辟内存,是是否需要手动构建析构函数的一个标尺 ] 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。
(三)C与CPP [ 加入构造函数与析构函数的实例对比 ]