【C++学习】类和对象 | 类的成员函数存放在哪里？| this指针 | 构造函数 | 析构函数 | 探索构造和析构函数的更多细节
写在前面：
上一篇文章开始学习类和对象了，结尾还留了一个疑问，
类的成员函数究竟存放在哪里？
如果有兴趣可以去看看：http://t.csdn.cn/JilEt
这篇文章先解答这个问题然后继续学习类和对象的内容。
目录
写在前面：
1. 类的成员函数存放在哪里？
2. this指针
3. 构造函数
4. 析构函数
5. 探索构造和析构函数的更多细节
写在最后：
1. 类的成员函数存放在哪里？
实际上，类的成员函数是存放在公共代码区。
你可能会问，那这个公共代码区是在哪里呢？
这个其实我们不用关心，因为我们在调用的时候编译器会帮我们找到，
最重要其实是得理解为什么成员函数要单独放在一个区域，
而类的成员变量就有多份，每个实例化出来的类对象都有一份。
再来看一个例子：（如果这个类没有成员变量呢？）
#include
using namespace std;
class A {
void f() {}
};
int main()
{
cout << sizeof(A) << endl;
return 0;
} 输出：
1为什么是1，没有成员变量，类的大小难道不是0吗？
实际上，没有成员变量的类保留一个字节的大小是为了占位，
表示对象存在，不存储有效数据。
2. this指针
我们来看这样一段代码：
#include
using namespace std;
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, d2;
d1.Init(2022, 1, 11);
d2.Init(2022, 1, 12);
d1.Print();
d2.Print();
return 0;
}
我们定义了一个存放日期的类，
实现了一个初识化的函数和一个打印函数，
可是我们在调用打印函数的时候，都是直接调用 Print()，
编译器是怎么区分我们的成员变量究竟是用那一份数据的呢？
实际上，类的成员函数存在着这一个隐藏的参数，
我们通常把它称作隐藏的this指针：
还是这份代码：（以Print函数为例）
#include
using namespace std;
class Date
{
public:
void Init(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
//实际上编译器是这样操作的：
//void Print(Date* const this)
//{
// cout << this->_year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
//}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1, d2;
d1.Init(2022, 1, 11);
d2.Init(2022, 1, 12);
d1.Print();
d2.Print();
return 0;
} 我们不能在形参或者实参显示传递this指针 ，
但是我们可以在函数里面使用this指针的，
像这样是允许的：
//#include
//using namespace std;
//
//class A {
// void f() {}
//};
//
//int main()
//{
// cout << sizeof(A) << endl;
// return 0;
//}
#include
using namespace std;
class Date
{
public:
void Init(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << this->_year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
}
//实际上编译器是这样操作的：
//void Print(Date* const this)
//{
// cout << this->_year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
//}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1, d2;
d1.Init(2022, 1, 11);
d2.Init(2022, 1, 12);
d1.Print();
d2.Print();
return 0;
}
不过我们是不能修改this指针的，
看到那个const了吗，他修饰this，所以this不能被修改，
但是this指针指向的内容是可以被改变的。
这时候问题来了，this指针是存在哪里的？
看清楚了，this指针是一个形参啊，他就跟普通的参数一样存在函数调用的栈帧里面。
这个时候来一道紧张刺激的题目试试水，看看对this指针的理解如何：
// 1.下面程序编译运行结果是？ A、编译报错 B、运行崩溃 C、正常运行
class A
{
public:
void Print()
{
cout << "Print()" << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
A* p = nullptr;
p->Print();
return 0;
}答案选C，
先来说A选项，这段代码没有语法错误。
再来看B选项，p调用Print函数的时候不会发生解引用，
因为Print的地址不在对象中，在调用前已经找到该函数了，所以这里没有访问空指针，
其它地方也没有访问空指针，所以也不会运行的时候崩溃，
所以答案选C，代码正常运行。
那我们再来看这一道题：
// 1.下面程序编译运行结果是？ A、编译报错 B、运行崩溃 C、正常运行
class A
{
public:
void PrintA()
{
cout << _a << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
A* p = nullptr;
p->PrintA();
return 0;
}答案选B，
做完第一道题目，这道题其实就已经很清楚了，
调用PrintA这个函数的时候，通过this指针调用_a，就会导致访问空指针，然后崩溃。
3. 构造函数
我们在使用C语言实现数据结构或者说使用数据结构的时候，
都必须先Init初始化一下，使用完了之后又得Destory销毁，不然会内存泄漏，
怎么说呢，用个一两次到还好，要是频繁创建销毁实在是太不方便了，
这个时候，祖师爷就想了个办法，要是能自动初始化和销毁就好了，
然后，祖师爷就设计了构造函数，专门用来做初始化工作。
构造函数的特征：
1. 函数名与类名相同
2. 没有返回值（也不需要写void）
3. 对象实例化的时候编译器自动调用对应的构造函数
4. 构造函数可以重载
为什么构造函数这么特殊？别问，问就是他是祖师爷的亲儿子。
比如说我们写一个构造函数：
#include
using namespace std;
class Stack {
public:
//构造函数
Stack(int capacity = 4) {
_arr = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
if (malloc == nullptr) {
perror("Stack::malloc::fail");
return;
}
_capacity = capacity;
_size = 0;
}
//不需要这个了
//void Init() {
// //...
//}
void Push() {
//...
}
void Destory() {
//...
}
private:
int* _arr;
int _size;
int _capacity;
};
int main()
{
Stack st;
st.Push();
return 0;
}
这个时候，我们不需要Init就可以直接使用这个对象而不会报错了，
因为在实例化类对象的时候就自动调用了构造函数。
4. 析构函数
析构函数与构造函数的功能正好相反，
其实就是我们前面讲的，完成Destroy的功能，
对象在销毁的时候会自动调用析构函数，完成对象中资源的清理工作。
析构函数的特征：
1. 析构函数名是在类名前加上字符 "~"
2. 无参数和返回值
3. 一个类只有一个析构，如果没有定义，系统会生成一个默认的析构函数（析构函数不能重载）
4. 对象生命周期结束时，编译器会自动调用析构函数
有了析构函数，Destroy自然也不需要了，
还是这段代码：
#include
using namespace std;
class Stack {
public:
//构造函数
Stack(int capacity = 4) {
_arr = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
if (malloc == nullptr) {
perror("Stack::malloc::fail");
return;
}
_capacity = capacity;
_size = 0;
}
//不需要这个了
//void Init() {
// //...
//}
void Push() {
//...
}
//不需要这个了
//void Destory() {
// //...
//}
//析构函数
~Stack() {
free(_arr);
_arr = nullptr;
_size = 0;
_capacity = 0;
}
private:
int* _arr;
int _size;
int _capacity;
};
int main()
{
Stack st;
st.Push();
return 0;
}
有了构造和析构函数，以后就不用再用Init和Destroy了，解放双手。
5. 探索构造和析构函数的更多细节
来看这段代码：
class Date {
public:
void Print()
{
cout << this->_year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
d1.Print();
return 0;
}我们并没有自己实现构造函数，
那类里面有构造函数吗？
根据我们刚刚学习的构造函数的特性，编译器会给我们自动生成一份默认的构造函数，
那默认的构造函数有做什么事情吗？
来看这段代码的输出：
-858993460--858993460--858993460是的，一堆随机值，
默认生成的构造函数看起来啥也没干。
实际上，编译器默认生成的构造函数，内置类型不做处理，
而自定义类型会去调用他们自己的默认构造函数。
（自定义类型：使用struct/class定义的类型）
这里补充一下：有些编译器可能会处理内置类型（C++没有规定，所以我们默认没有处理）
默认构造函数啥都不干好像不太好，所以C++就打了个补丁：
来看例子：
#include
using namespace std;
class Date {
public:
void Print()
{
cout << this->_year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
}
private:
int _year = 2023;
int _month = 6;
int _day = 26;
};
int main()
{
Date d1;
d1.Print();
return 0;
} 输出：
2023-6-26可以在成员函数的声明那里给缺省值，
这个是C++11添加的新语法。
这里还有一种情况，
来看代码：
#include
using namespace std;
class Date {
public:
Date() {
_year = 2023;
_month = 1;
_day = 1;
}
Date(int year = 2023, int month = 1, int day = 1) {
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << this->_year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
d1.Print();
return 0;
} 我们重载了构造函数，一个无参，一个全部参数带着缺省值，
这样的情况是报错的，为什么呢？
因为无参调用会出现歧义，两个构造函数都能进行无参调用，导致错误。
这里补充一个知识点，什么是默认构造函数？
不传参就调用的就是默认构造函数，无论是我们自己写的还是编译器自己生成的。
而默认构造函数只能有一个，如果我们写了，编译器就不会生成，
而上面那种情况就是右两个默认构造函数，这个规则的原理刚刚我们也分析了，
其实就是会出现歧义这个问题。
这里就再说一句：
析构函数跟构造函数差不多，如果没写析构函数，编译器会自动生成默认的析构函数，
（当然它也啥都不干）而在类内的定义的自定义类型会调用他们自己的析构函数。
写在最后：
以上就是本篇文章的内容了，感谢你的阅读。
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