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C++ 深度解析教程（六）对象的构造、初始化列表的使用

十七、对象的构造（上）

1、问题：对象中成员变量的初始值是多少？

2、小实验：下面的类定义中成员变量i和j的初始值为什么?

C++ 深度解析教程（六）对象的构造、初始化列表的使用_第1张图片

编程实验：成员变量的初始值

C++ 深度解析教程（六）对象的构造、初始化列表的使用_第2张图片

3、对象的初始化

  • 从程序设计的角度，对象只是变量，因此：
    • 在栈上创建对象时，成员变量初始为随机值
    • 在堆上创建对象时，成员变量初始为随机值
    • 在静态存储区（全局、static）创建对象时，成员变量初始为0值
  • 生活中的对象都是在初始化后上市的
  • 初始状态（出厂设置）是对象普遍存在的一个状态
  • 问题：程序中如何对一个对象进行初始化？
  • 一般而言，对象都需要一个确定的初始状态
  • 解决方案
    • 在类中提供一个public的 initialize函数
    • 对象创建后立即调用initialize函数进行初始化

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  • 编程实验：初始化函数

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  • 存在的问题
    • initialize 只是一个普通函数，必须显示调用
    • 如果未调用initialize函数，运行结果是不确定的

4、构造函数

  • C++中可以定义与类名相同的特殊成员函数
    • 这种特殊的成员函数叫做构造函数
      • 构造没有任何返回类型的声明
      • 构造函数在对象定义时自动被调用
  • 编程实验：构造函数初探

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5、小结

  • 每个对象在使用之前都应该初始化
  • 类的构造函数用于对象的初始化
  • 构造函数与类同名并且没有返回值
  • 构造函数在对象定义时自动被调用

十八、对象的构造（中）

1、构造函数

  • 带有参数的构造函数
    • 构造函数可以根据需要定义参数
    • 一个类中可以存在多个重载的构造函数
    • 构造函数的重载遵循C+＋重载的规则

C++ 深度解析教程（六）对象的构造、初始化列表的使用_第7张图片

  • 友情提醒
    • 对象定义和对象声明不同
      • 对象定义 - 申请对象的空间并调用构造函数
      • 对象声明 - 告诉编译器存在这样一个对象

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  • 构造函数的自动调用

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  • 编程实验：带参数的构造函数

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注意：初始化和赋值是完全不一样的。

  • 构造函数的调用
    • 一般情况下，构造函数在对象定义时被自动调用
    • 一些特殊情况下，需要手工调用构造函数
    • 如何创建一个对象数组?
      • 编程实验：构造函数的手动调用

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2、小实例

  • 需求：开发一个数组类解决原生数组的安全性问题
    • 提供函数获取数组长度
    • 提供函数获取数组元素
    • 提供函数设置数组元素

3、编程实验：数组类的实现

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C++ 深度解析教程（六）对象的构造、初始化列表的使用_第14张图片

4、小结

  • 构造函数可以根据需要定义参数
  • 构造函数之间可以存在重载关系
  • 构造函数遵循C++中重载函数的规则
  • 对象定义时会触发构造函数的调用
  • 在一些情况下可以手动调用构造函数

十九、对象的构造（下）

1、特殊的构造函数

  • 两个特殊的构造函数
    • 无参构造函数
      • 没有参数的构造函数
    • 拷贝构造函数
      • 参数为const class_name&的构造函数
  • 两个特殊的构造函数
    • 无参构造函数
      • 当类中没有定义构造函数时，编译器默认提供一个无参构造函数，并且其函数体为空
    • 拷贝构造函数
      • 当类中没有定义拷贝构造函数时，编译器默认提供一个拷贝构造函数，简单的进行成员变量的值复制
  • 编程实验：特殊的构造函数

C++ 深度解析教程（六）对象的构造、初始化列表的使用_第15张图片

2、拷贝构造函数

  • 拷贝构造函数的意义
    • 兼容C语言的初始化方式
    • 初始化行为能够符合预期的逻辑
    • 浅拷贝
      • 拷贝后对象的物理状态相同（内存地址相同，所对应的值自然相同，见下面示例）
    • 深拷贝
      • 拷贝后对象的逻辑状态相同（内存地址不同，所对应的值相同，见下面示例）
    • 编译器提供的拷贝构造函数只进行浅拷贝！
  • 编程实验：对象的初始化

C++ 深度解析教程（六）对象的构造、初始化列表的使用_第16张图片

3、什么时候需要进行深拷贝？

  • 对象中有成员指代了系统中的资源
    • 成员指向了动态内存空间
    • 成员打开了外存中的文件
    • 成员使用了系统中的网络端口
    • ……
  • 问题分析

C++ 深度解析教程（六）对象的构造、初始化列表的使用_第17张图片

  • 一般性原则：自定义拷贝构造函数，必然需要实现深拷贝！！！

4、编程实验：数组类的改进

IntArray.c

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IntArray.h

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main.c

C++ 深度解析教程（六）对象的构造、初始化列表的使用_第20张图片

5、小结

  • C++编译器会默认提供构造函数
  • 无参构造函数用于定义对象的默认初始状态
  • 拷贝构造函数在创建对象时拷贝对象的状态
  • 对象的拷贝有浅拷贝和深拷贝两种方式
    • 浅拷贝使得对象的物理状态相同
    • 深拷贝使得对象的逻辑状态相同

二十、初始化列表的使用

1、问题：类中是否可以定义const成员？

2、小实验

  • 下面的类定义是否合法？
    • 如果合法，ci 的值是什么，存储在哪里？

C++ 深度解析教程（六）对象的构造、初始化列表的使用_第21张图片

3、编程实验：类中的const成员

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4、类成员的初始化

  • C++中提供了初始化列表对成员变量进行初始化
  • 语法规则

C++ 深度解析教程（六）对象的构造、初始化列表的使用_第23张图片

  • 注意事项
    • 成员的初始化顺序与成员的声明顺序相同
    • 成员的初始化顺序与初始化列表中的位置无关
    • 初始化列表先于构造函数的函数体执行

5、编程实验：初始化列表的使用

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6、类中的const成员

  • 类中的const成员会被分配空间的（跟随初始化对象的存储位置）
  • 类中的const成员的本质是只读变量（不是常量）
  • 类中的const成员只能在初始化列表中指定初始值

编译器无法直接得到const成员的初始值，因此无法进入符号表成为真正意义上的常量。

7、编程实验：只读成员变量

C++ 深度解析教程（六）对象的构造、初始化列表的使用_第26张图片

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8、小插曲

  • 初始化与赋值不同
    • 初始化：对正在创建的对象进行初值设置
    • 赋值：对已经存在的对象进行值设置

9、小结

  • 类中可以使用初始化列表对成员进行初始化
  • 初始化列表先于构造函数体执行
  • 类中可以定义const成员变量
  • const成员变量必须在初始化列表中指定初值
  • const成员变量为只读变量

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