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【C++初阶】简析构造函数、析构函数

“” 

目录

🌳一、构造函数、析构函数是什么?

🌳二、构造函数

🌵1.构造函数的概念

🌵2、构造函数的特性

🌳三、析构函数

🌵1.析构函数的概念

🌵2.析构函数的特性


🌳一、构造函数、析构函数是什么?

我们大概都对C++语言中类的概念有所了解。 

如果一个类中什么成员都没有,简称为空类。任何类在什么都不写时,编译器会自动生成6个默认成员函数。

class Date {};

其中两个最重要的成员函数就是构造函数和析构函数。其他的成员函数我们暂且不谈。

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。

显式实现我们可以理解为,自己另外书写了代码对相应函数进行了定义


🌳二、构造函数

🌵1.构造函数的概念

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

对于一个类,以下面Date类为例,每建立一个对象,都要通过 Init 给对象初始化日期。

#include<iostream>
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;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1;
	d1.Init(2022, 10, 1);
	d1.print();

	Date d2;
	d2.Init(2022, 7, 6);
	d2.Print();

	return 0;
}

假如我们有一次性创建多个对象的需求,我们有没有办法让这些高重复度的信息在创建对象之初就设置好呢? 

——答案是,有的,而且就是通过构造函数来实现。

🌵2、构造函数的特性

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;
	}

	void print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1; // 调用无参构造函数
	Date d2(2022, 1, 1); // 调用带参的构造函数
	d2.print();//要带括号

	// 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();

	return 0;
}

上述无论是无参构造函数,亦或带参构造函数,都已将对象进行了显式定义,也就是将Date()函数写了出来

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

d2.print;     (err) 

d2.print();   (pass)    

Date d3;     (err)

Date d3();   (pass)

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;
}

为什么上述代码一旦加了显式定义的构造函数,就报错了呢?

实际上是因为,对象d1并不能上传满足 Date(int year, int month, int day) 需求的数据,同时也不能生成默认构造函数完成初始化,所以就报错了。

6.默认构造函数的作用——实现部分数据的自定义初始化

通过上面的学习,我们知道了,不实现显式构造函数的情况下,编译器会生成默认的构造函数。

通过简单的调试,我们很容易发现,虽然d对象调用了编译器生成的默认的构造函数,但是d对象_year/_month/_day,依旧是随机值。

那编译器生成的默认构造函数的作用又是什么呢?

解答如下

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。

阅读下面的程序,就会发现编译器生成的默认构造函数,会对自定类型成员 _t 调用的它的默认成员函数(Time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;
}

通过调试,我们可以清晰的观察到,在对象 d 初始化的过程中,调用了 Time 函数。

观察后我们得知,默认构造函数没有对内置类型进行处理,内置类型初始化后依旧是随机值,

但是自定义类型却会调用他的成员函数(这里是Time函数)帮助处理,使自定义类型可以在初始化阶段获取自己设置的值。

因此我们能得出结论:构造函数只对自定义类型做处理,对内置类型不做处理,

而默认构造函数的作用就在于,实现部分数据(自定义类型)的自定义初始化。

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) - 可直接在这里给默认值
	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。

下面我们来看一段代码,你们觉得下面的代码能编译过去吗? 

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;
}

答案是:不能!

上面的两个 Date函数分别是无参构造函数和全缺省构造函数,两者只能存在一个。


🌳三、析构函数

🌵1.析构函数的概念

通过前面构造函数的学习,我们知道C++中存在一个默认函数可以初始化对象,那C++中是否也存在一个默认函数,用于内存空间的清理呢?

有!那就是我们接下来学习的析构函数。

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

简单来说,析构函数并不销毁对象本身,它只完成对象中的资源清理。

🌵2.析构函数的特性

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。

我们来看一则具体实例:

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++;
	}

	~Stack()
	{
		if (_array)
		{
			free(_array);
			_array = NULL;
			_capacity = 0;
			_size = 0;
		}
	}

private:
	DataType* _array;
	int _capacity;
	int _size;
};

int main()
{
	Stack s;
	s.Push(1);
	s.Push(2);
	return 0;
}

通过调试,我们可以发现编译器在完成 s.Push(2) 后,在实现 return 0 的同时,程序调用了~Stack析构函数 (这里是已经显式定义好了,所以可以直接调用)

5. 默认析构函数的作用

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()

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;

_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,而是通过调用编译器为Date类生成一个默认的析构函数,在Date的析构函数内部调用Time类的析构函数

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

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,比如我们上面说的Date类(只有变量);有资源申请时(申请空间),一定要写,否则会造成资源泄漏,比如Stack类(栈)。

okk,大概讲的就那么多,兄弟们觉得不错可以支持一下😘

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