前言
我们继续学习类和对象,今天主要讲解构造函数与析构函数,他们属于类的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。
我会在接下来的文章中详细讲解这6个默认函数。
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1.构造函数
1.1概念
对于以下Date类:
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.Init(2022, 7, 5); d1.Print(); Date d2; d2.Init(2022, 7, 6); 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?
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。
1.2特性
构造函数是特殊的成员函数。
注意: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:
1.函数名与类名相同。
2.无返回值。
3.对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。
4.构造函数可以重载。
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 // 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(); }
请大家仔细阅读上面的代码,尤其是尾部做出的提示。
即通过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(不用加括号)。
5.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; }
6.默认生成的构造函数不会对内置类型成员做处理(仍为随机值),而会对自定义类型调用他的默认构造函数。
比如:
class Time { public: Time()//自定义类型Time的默认构造 { 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) Dtae的默认构造函数不对其处理 int _year; int _month; int _day; // 自定义类型 调用Time的默认构造函数 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,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。
比如:
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) 给默认值 int _year = 1970; int _month = 1; //但注意这里属于声明,没开空间 int _day = 1; //不是定义,只是给定缺省值 // 自定义类型 Time _t; }; int main() { Date d; return 0; }
总结一下第六点:
(1)一般情况下,我们都需要自己实现构造函数。
(2)成员都是自定义类型,或声明时给了缺省值,可以考虑让编译器自己生成构造函数。
7.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(这三个不能同时存在),都可以认为是默认构造函数。
换个说法:可以不传参数就调用的构造函数都为默认构造函数。
2.析构函数
2.1概念
通过前面构造函数的学习,我们知道一个对象是怎么来的,那一个对象又是怎么没呢的?
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。
你可以将构造函数理解为Init,析构函数理解为Destroy。
2.2特性
析构函数是特殊的成员函数,其特征如下:
1. 析构函数名是在类名前加上字符 ~。
2. 无参数无返回值类型。
3. 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。
4. 对象生命周期结束时,C++编译系统系统自动调用析构函数。
比如:
typedef int DataType; class Stack { public: Stack(size_t capacity = 3) { _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) { // CheckCapacity(); _array[_size] = data; _size++; } // 其他方法... ~Stack()//注意 对象成员变量空间的开辟和销毁是由系统完成的(函数栈帧) { //不是由构造和析构完成的 if (_array) { free(_array); _array = NULL; _capacity = 0; _size = 0; } }//与Destroy的功能很相似吧 private: DataType* _array; int _capacity; int _size; }; void TestStack() { Stack s; s.Push(1); s.Push(2); }
注意:成员变量空间的开辟和销毁是由系统完成的(函数栈帧),不是由构造和析构完成的。
5.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。
⚽️看到上面这句话,你有没有发现,析构和构造的行为是很类似的⚽️
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; }
我们来分析下上面的程序
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。
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。
🐸最后留一道小题,考察下大家的对于前两种默认成员函数的理解🐸
设已经有A,B,C,D4个类的定义,程序中A,B,C,D析构函数调用顺序为?
C c;
int main()
{
A a;
B b;
static D d;
return 0;
}
🌝答案留在下期揭晓,同学们要坚持努力呀🌝
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