🚈2. 构造函数
🚝2.1 概念
啥叫构造函数呢？我们首先来看看这样一个类
class Date
{
public:
void Init(int year, int month, int day)//对私有成员进行初始化
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()//打印函数
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
我们前面说了我们的类里面可以装函数，也就是说我们可以不用像以前一样在外面定义变量了，然后再对变量初始化，我们可以将这些都写进类里面，并且由于我们之前说的this指针的出现，我们这里也不需要再传地址了，只需要将需要初始化的变量写进去，然后进行初始化就行。
int main()
{
Date d1;
d1.Init(2024, 9, 1);
d1.Print();
Date d2;
d2.Init(2024, 9, 2);
d2.Print();
return 0;
}
但是如果我们没写一个类都要去手动调用初始化，那是不是有点太麻烦了，为什么不能试着去让编译器自己调用呢？我们想到了，我们的C++祖师爷也想到了，他就在类里面加入了构造函数。
🚝2.2特性
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。
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。
对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。
构造函数可以重载。
那么对于上面的代码我们就可以改成这样：
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)//对私有成员进行初始化
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()//打印函数
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date a(2024, 9, 1);
a.Print();
}
同时在这个时候我们还可以加入我们之前学的缺省函数的知识，让我们的构造函数更方便
class Date
{
public:
Date(int year=2024, int month=9, int day=1)//对私有成员进行初始化
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()//打印函数
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date a(2024, 9, 2);
Date b(2024, 10);
Date c(2025);
//Date d();//不能这样写，不需要参数时候不用（）
Date f;
//b();
a.Print();
b.Print();
c.Print();
//d.Print();
f.Print();
}
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 ;（这里的设计我觉得主要还是为了避免冲突，因为我们之前函数声明时就是 void print();这两种是非常相似的，所以这里不允许这种方式也是有理可原的）。
然后我们再看看我们的函数重载与这里的结合。
class Date
{
public:
Date()//不需要参数
{
_year = 2024;
_month = 9;
_day = 2;
}
Date(int year, int month, int day)//需要参数
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()//打印函数
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date a(2024, 9, 2);
Date b;
a.Print();
b.Print();
}
🚝2.3编译器默认生成的构造函数。
我们之前说编译器会在我们的类中生成6个默认构造函数，那其实构造函数也是可以默认生成的，为什么不用我们的默认构造函数呢？好那么我们下面就来看看我们的默认构造函数究竟存在什么样的问题。
注意：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。
首先我们发现我们默认构造函数是不需要传参的，没有参数。
接着我们发现他给我们处理的数据是一个随机数，也就是说这种初始化是不能满足我们的需求的，既然不能够去满足我们的需求，那这样的默认构造函数的意义在哪里呢？这让我们不得不向下学习。
小赵在网络上搜到了这样一个有意思的自问自答
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...，自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型。
这句话是什么意思呢，就是内置类型它不去处理，但是如果你是自定义类型它就可以处理了，那这个咋用呢？看看下面小赵编写的这个程序或许我们的疑惑可以解决一点
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;
}
这就是我们的嵌套类，就是我类的里面还有一个类的时候这个的作用很大。
但就算是这样，我们还是感觉这个东西不太好因为这样设计出来的化，我们不写默认构造函数，哪些内置类型怎么办还是很麻烦，于是在我们的C++11的时候就对这个问题进行了一定的解决（当然这个问题还是不可能从根源上解决不然会导致前人写的程序代码无法运行，那对公司和个人都是巨大的损失，只能是去添加新的东西。）
解决方案：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=2024;
int _month=9;
int _day=1;
// 自定义类型
Time _t;
};
int main()
{
Date d;
return 0;
}
那么这样一种更改就可以解决我们的很多之前的问题了。
✈️补充1：
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。
✈️补充2：开空间问题
前面我们聊了一系列的类型，这里我们在自定义类型里面单拿出一个来聊聊，这个东西就是指针，这里如果我们用编译器自动生成的化也是不会对其处理的（好像有的编译器的地下现在会把它赋值成空指针nullptr），也就是说这个指针如果我们不对其处理它就是随机地址，乱用的话会有问题，所有指针的话大家一定要对其初始化，不然会有很大的问题的。
🚈3. 析构函数
引入：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？
🚝3.1概念
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。
🚝3.2 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。
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(毕竟没有参数也没有返回值)
对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数。（和构造函数一样都是自动生成的）
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
Stack(size_t capacity = 3)
{
cout << "Stack()" << endl;//方便观察其是否调用
_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++;
}
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;//方便观察其是否调用
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();
}
这里我们补一下前面的一个点，没有去捕捉看一下是否调用构造函数和析构函数，这里我们调用发现它确实调用了两个函数。同时大家如果去一点点调试的话，会发现我们的析构函数是在所有东西结束之后调用的，也就是在它定义的那个函数栈帧里，这里用我们之前的就是说这个函数栈帧在结束的时候会自动销毁变量。（但是这里要注意我们的指针，我们自己去开辟空间的时候，函数栈帧结束的时候是不会对其进行销毁的。）
🚝3.3编译器默认生成的析构函数。
接下来我们看编译器的析构函数
其实我们的编译器默认生成的析构函数和我们编译器默认生成的构造函数一样，只对自定义类型处理，不对内置类型处理。
下面我们看下面的代码去验证我们的上述说的;
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;
}
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
问题：我们上面说了我们自己开辟的空间，是对指针（也就是内置类型），那么这部分空间既不会被函数栈帧销毁，也不会被默认析构函数处理，那怎么办呢？这里就是要重点说的，如果我们自己去开辟空间一定一定要自己去写析构函数，不然就会导致空间被不断的占用可能会造成空间越来越小的情况。
所以总结就是，如果我们没有申请空间资源可以使用由编译器自动生成的析构的函数，但是如果有申请资源，那么就必须去手动写析构函数。
🚝3.4补充
这里要注意的先构造的对象往往后析构，后构造的对象先异构。（当然这个也要和我们的函数栈帧的那个结合，也就是我们之前说的生存周期）。
🚈4. 拷贝构造函数
引入：在现实生活中，可能存在一个与你一样的自己，我们称其为双胞胎。
（CV双胞胎，哈哈）
那在创建对象时，可否创建一个与已存在对象一模一样的新对象呢？
那么我们该如何去创建一个和前面的一模一样的对象呢？如果直接去创建显然是太烦了，有木有什么好的办法呢？于是我们就引入了我们的拷贝构造函数。
🚝4.1概念
拷贝构造函数：只有单个形参，该形参是对本类类型对象的引用(一般常用const修饰)，在用已存在的类类型对象创建新对象时由编译器自动调用。
其实光看这个还是蛮烦的，还是看下面的实现回头再看可能会恍然大悟。
🚝4.2 特征
拷贝构造函数也是特殊的成员函数，其特征如下：
拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。
拷贝构造函数的参数只有一个且必须是类类型对象的引用，使用传值方式编译器直接报错， 因为会引发无穷递归调用。
先给大家看看拷贝构造函数长啥样
class Date
{
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
// Date(const Date d) // 错误写法：编译报错，会引发无穷递归
Date(const Date& d) // 正确写法//拷贝构造函数
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
Date d2(d1);
return 0;
}
看完拷贝构造函数，我们发现它和我们构造函数是很像的，只是里面的参数是一个const对象同时还是引用，那么为什么是这样一个对象呢？为什么使用我们之前的传值方式会引发我们的无穷递归呢？不急，我们慢慢来解决。
首先从效率上讲传引用效率更高，不用重新创建对象，而且加上了const也防止了你对其进行修改。
第二就是我们的无穷递归问题：
解析：这里引发无穷递归的主要原因在于：我们要传值给拷贝构造，而如果我们是传值给拷贝构造，那么拷贝构造的参数date就要去拷贝构造一个d1，这个刚好又是我们的拷贝构造（传一个参数去构造），那么就要再次调用拷贝构造，成了俄罗斯套娃了。这里有点难理解，各位可以多看多想一定能绕过来。
🚝4.3编译器的拷贝构造函数及其的问题
若未显式定义，编译器会生成默认的拷贝构造函数。 默认的拷贝构造函数对象按内存存储按
字节序完成拷贝，这种拷贝叫做浅拷贝，或者值拷贝。
这句话是啥意思呢？就是如果你没有涉及到到自己内存资源的调用拷贝（malloc,new），我都可以直接去赋值，但如果有内存的拷贝就要自己去写，这个我们下面还会展开说其中的原因。
自定义拷贝构造函数
class Time
{
public:
Time()
{
_hour = 1;
_minute = 1;
_second = 1;
}
Time(const Time& t)
{
_hour = t._hour;
_minute = t._minute;
_second = t._second;
cout << "Time::Time(const 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 d1;
// 用已经存在的d1拷贝构造d2，此处会调用Date类的拷贝构造函数
// 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数，则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构
造函数
Date d2(d1);
return 0;
}
系统默认生成的拷贝构造函数
class Time
{
public:
Time()
{
_hour = 1;
_minute = 1;
_second = 1;
}
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 d1;
// 用已经存在的d1拷贝构造d2，此处会调用Date类的拷贝构造函数
// 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数，则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构造函数
Date d2(d1);
return 0;
}
