【c++】构造函数和析构函数

1.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。

class Date {};

【c++】构造函数和析构函数_第1张图片

2.构造函数

2.1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

2.2特性

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:

  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();
    }
  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. 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,看看下面的程序,就会发现编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员_t调用的它的默认成员函数

     

    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;
    }

    注意: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 = 1970;
    	int _month = 1;
    	int _day = 1;
    	// 自定义类型
    	Time _t;
    };
    int main()
    {
    	Date d;
    	return 0;
    }
  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,都可以认为是默认构造函数

    class Date
    {
    public:
    	Date()
    	{
    		_year = 1900;
    		_month = 1;
    		_day = 1;
    	}
    	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    	{
    		_year = year;
    		_month = month;
    		_day = day;
    	}
    private:
    	int _year;
    	int _month;
    	int _day;
    };
    // 以下测试函数能通过编译吗?
    void Test()
    {
    	Date d1;
    }

 【c++】构造函数和析构函数_第2张图片

3.析构函数  

3.1 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

3.2 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
    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()
    	{
    		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);
    }
  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
     

    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;
    }
    // 程序运行结束后输出: ~Time()
    // 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

    【c++】构造函数和析构函数_第3张图片

  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

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