C++ 构造函数与析构函数
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默认成员函数
构造函数
析构函数
默认成员函数
上一章中我们谈到，如果一个类中什么成员也没有，那么这个类就叫作空类。其实这么说是不太严谨的，因为一个类不可能什么都没有。
当我们定义好一个类，不做任何处理时，编译器会自动生成以下6个默认成员函数：
-
默认成员函数：如果用户没有手动实现，则编译器会自动生成的成员函数。
-
构造函数：主要完成初始化工作； -
析构函数：主要完成清理工作； -
拷贝构造：使用一个同类的对象初始化创建一个对象； -
赋值重载：把一个对象赋值给另一个对象； -
取地址重载：普通对象取地址操作； -
取地址重载（const）：const对象取地址操作；
构造函数
在C语言阶段，我们实现栈的数据结构时，有一件事很苦恼，就是每当创建一个stack对象（之前叫作定义一个stack类型的变量）后，首先得调用它的专属初始化函数StackInit来初始化对象。
typedef int dataOfStackType;
typedef struct stack
{
dataOfStackType* a;
int top;
int capacity;
}stack;
void StackInit(stack* ps);
//...
int main()
{
stack s;
StackInit(&s);
//...
return 0;
}
这不免让人觉得有点麻烦。在C++中，构造函数为我们很好的解决了这一问题。
构造函数是一个特殊的成员函数。构造函数虽然叫作构造，但是其主要作用并不是开辟空间创建对象，而是初始化对象。
构造函数之所以特殊，是因为相比于其它成员函数，它具有如下特性：
- 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；
class Date
{
public:
//无参的构造函数
Date()
{};
//带参的构造函数
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（自动调用）
Date d2(2023, 3, 29);//调用带参构造函数（自动调用）
}
特别注意
- 创建对象时编译器会自动调用构造函数，若是
调用无参构造函数，则无需在对象后面使用()。否则会产生歧义：编译器无法确定你是在声明函数还是在创建对象。
//错位示例
Date d3();
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:
//若用户没有显示定义，则编译器自动生成。
/*Date(int year,int month,int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}*/
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
6. 默认生成构造函数，对内置类型成员不作处理；对自定义类型成员，会调用它的默认构造函数；
- 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、double…，自定义类型就是我们使用class、struct、union等自己定义的类型。
class Date
{
public:
//此处不对构造函数做显示定义，测试默认构造函数
/*Date()
{}*/
void print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void TestDate1()
{
Date d1;
d1.print();
}
如图所示，默认构造函数的确未对内置类型做处理。
默认构造函数对自定义类型
class stack
{
public:
//此处对stack构造函数做显示定义
stack()
{
cout <<"stack()" << endl;
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class queue
{
public:
//此处不对queue构造函数做显示定义，测试默认构造函数
/*queue()
{}*/
private:
//自定义类型成员
stack _s;
};
void TestQueue()
{
queue q;
}
如图所示，在创建queue对象时，默认构造函数对自定义成员_s做了处理，调用了它的默认构造函数stack()。
这一波蜜汁操作让很多C++使用者感到困惑与不满，为什么要针对内置类型和自定义类型做不同的处理呢？终于，在C++11中针对内置类型成员不初始化的缺陷，又打了补丁，即：
7. 内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值；
class Date
{
public:
//...
void print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
//使用默认值
int _year = 0;
int _month = 0;
int _day = 0;
};
void TestDate2()
{
Date d2;
d2.print();
}
默认值：若不对成员变量做处理，则使用默认值。
8. 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；
class Date
{
public:
//无参的默认构造函数
//Date()
//{
//}
//全缺省的默认构造函数
Date(int year = 0, int month = 0, int day = 0)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year = 0;
int _month = 0;
int _day = 0;
};
析构函数
析构函数与构造函数的特性相似，但功能有恰好相反。构造函数是用来初始化对象的，析构函数是用来销毁对象的。
需要注意的是，析构函数并不是对对象本身进行销毁（因为局部对象出了作用域会自行销毁，由编译器来完成），而是在对象销毁时会自动调用析构函数，对对象内部的资源做清理（例如stack _s中的int* a）。
同样，有了析构函数，我们再也不用担心创建对象（或定义变量）后由于忘记释放内存而造成内存泄漏了。
class Stack
{
public:
Stack()
{
//...
}
void Push(int x)
{
//...
}
bool Empty()
{
// ...
}
int Top()
{
//...
}
void Destory()
{
//...
}
private:
// 成员变量
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
void TestStack()
{
Stack s;
st.Push(1);
st.Push(2);
//过去需要手动释放
st.Destroy();
}
析构函数特性：
- 析构函数名是在类名前加上字符
~； - 无参数；
- 无返回值；
- 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；
- 析构函数不能重载；
class Date
{
public:
Date()
{
cout << "Date()" << endl;
}
~Date()
{
cout << "~Date()" << endl;
}
private:
int _year = 0;
int _month = 0;
int _day = 0;
};
void TestDate3()
{
Date d3;
//d3生命周期结束时自动调用构造函数
}
为便于观察，我们可以在析构函数内部写点儿东西。
6. 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 stack
{
public:
//此处对stack构造函数做显示定义
stack()
{
cout <<"stack()" << endl;
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
~stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_a);
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class queue
{
public:
//此处不对queue构造函数做显示定义，测试默认构造函数
/*queue()
{}*/
private:
//自定义类型成员
stack _s;
};
void TestQueue1()
{
queue q;
}
这里可能有小伙伴会好奇：为什么析构函数不像构造函数那样区分内置类型与自定义类型呢？
答案是：因为内置类型压根不需要我们担心清理工作，在其生命周期结束时会自动销毁。而自定义类型需要担心，因为自定义类型里可能含有申请资源（例如：malloc申请内存须手动释放）。
7. 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。