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對象的初始化和清理
生活中我們買的電子產品都基本會有出廠設置，在某一天我們不用時候也會刪除一些自己信息數據保證安全。C++中的面向對象來源于生活，每個對象也都會有初始設置以及對象銷毀前的清理數據的設置。
一：構造函數
對象的初始化和清理也是兩個非常重要的安全問題，一個對象或者變量沒有初始狀態，對其使用后果是未知。c++利用了構造函數解決上述問題，這兩個函數將會被編譯器自動調用，完成對象初始化和清理工作。對象的初始化和清理工作是編譯器強制要我們做的事情，因此如果我們不提供構造和析構，編譯器也會提供，編譯器提供的構造函數和析構函數是空實現。
構造函數是一個特殊的成員函數，名字與類名相同，實例化類對象時由編譯器自動調用，保證每個數據成員都有一個合適的初始值，并且在對象的生命周期內只調用一次
構造函數語法：類名(){}
1.1：構造函數的特性
構造函數是特殊的成員函數，需要注意的是，構造函數的名字雖然叫構造，但是構造函數的主要任務并不是開空間創建對象，而是初始化對象。
構造函數特征：
1. 構造函數，沒有返回值也不寫void
2. 函數名稱與類名相同
3. 構造函數可以有參數，因此可以發生重載
4. 程序在調用對象時候會自動調用構造，無須手動調用,而且只會調用一次
class Date
{
public:
Date()
{
_year = 1;
_month = 1;
_day = 1;
}
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year; // 年
int _month; // 月
int _day; // 日
};
int main()
{
Date d1; //調用無參構造
d1.Print();
Date d2(2022, 5, 15); //調用帶參的構造
d2.Print();
system("pause");
return 0;
}5. 如果類中沒有顯式定義的構造函數，則C++編譯器會自動生成一個無參的默認構造函數，一旦用戶顯式定義編譯器將不再生成。
6. 無參的構造函數和全缺省的構造函數都被稱為默認構造函數，并且默認構造函數只有一個。注意：無參構造函數、全缺省構造函數、以及我們沒顯式寫由編譯器默認生成的構造函數，都可以認為是默認構造函數。即不用傳參就可以調用的函數
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)//默認全缺省構造函數
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year; // 年
int _month; // 月
int _day; // 日
};
int main()
{
Date d1;
d1.Print();
Date d2(2022, 5, 15);
d2.Print();
Date d3(2022);
d3.Print();
Date d4(2022, 10);
d4.Print();
system("pause");
return 0;
}
1-1-1
2022-5-15
2022-1-1
2022-10-1
請按任意鍵繼續. . .
7. 默認生成構造函數對于內置類型成員變量不做處理，因為編譯器默認生成的構造函數都是空實現，對于自定義類型成員變量做出處理，相當于實例化對象自動調用該類的默認構造函數！如下述代碼中Date date和A _aa有什么區別呢？不都是實例化對象自動調用默認構造函數嗎?。?！
代碼示例：
class A
{
public:
A(){
cout << " A()" << endl;
_a = 0;
}
private:
int _a;
};
class Date
{
public:
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year; // 年
int _month; // 月
int _day; // 日
A _aa;
};
int main(){
Date date;
date.Print();
system("pause");
return 0;
}
A()
?-858993460--858993460--858993460
請按任意鍵繼續. . .
默認構造函數不會對自己的變量初始化，會對自定義類型處理，自定義類型成員會去調用它的默認構造函數！因為這里實例化對象也只能調用默認構造函數！！！（如果自定義類型的構造函數沒有顯示定義，也會是隨機值）。
接下來我們利用代碼詳細看看上面這段話：
示例1：默認生成的默認構造函數
class Stack
{
public:
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue {
public:
// 默認生成構造函數就可以用了
void push(int x) {
}
int pop() {
}
private:
Stack _st1;
Stack _st2;
};
int main()
{
MyQueue q;
q.push(1);
//Stack st;
system("pasue");
return 0;
}上面這段代碼是可以編譯過的，在Myqueue類中只有自定義類型，所以我們不需要寫構造函數，使用默認生成的即可。然后Myqueue類中聲明Stack類實例化對象時，會去調用Stack類的默認構造函數（這里是自動生成的默認構造函數），編譯通過！
這里咋們看監視界面：
由于Stack的默認構造函數是默認生成的，同樣不會對內置類型成員變量做初始化，所以顯示是隨機值！
示例2：無參默認構造
class Stack
{
public:
Stack()
{
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue {
public:
// 默認生成構造函數就可以用了
void push(int x) {
}
int pop() {
}
private:
Stack _st1;
Stack _st2;
};
int main()
{
MyQueue q;
q.push(1);
//Stack st;
system("pasue");
return 0;
}這段代碼也是可以編譯過的，在Myqueue類中只有自定義類型，所以我們不需要寫構造函數，使用默認生成的即可。然后Myqueue類中聲明Stack類實例化對象時，會去調用Stack類的默認構造函數（這里是咋們自己提供的默認構造函數），編譯通過！
同樣的，我們看監視界面：
由于Stack的默認構造函數是是我們自己提供的，同時對內置類型做了初始化，所以這里的各個值不再是隨機值！
示例3：全缺省默認構造函數
class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 10)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int)*capacity);
assert(_a);
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue {
public:
// 默認生成構造函數就可以用了
void push(int x) {
}
int pop() {
}
private:
Stack _st1;
Stack _st2;
};
int main()
{
MyQueue q;
q.push(1);
//Stack st;
system("pasue");
return 0;
}這段代碼也是可以編譯過的，在Myqueue類中只有自定義類型，所以我們不需要寫構造函數，使用默認生成的即可。然后Myqueue類中聲明Stack類實例化對象時，會去調用Stack類的默認構造函數（這里是咋們自己提供的全缺省默認構造函數），編譯通過！
同樣的，觀察監視界面：
我們通過全缺省默認構造函數對各個值做出了初始化，因此不再是隨機值！
錯誤示例：有參構造函數
class Stack
{
public:
Stack(int capacity)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int)*capacity);
assert(_a);
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue {
public:
// 默認生成構造函數就可以用了
void push(int x) {
}
int pop() {
}
private:
Stack _st1;
Stack _st2;
};
int main()
{
MyQueue q;
q.push(1);
//Stack st;
system("pasue");
return 0;
}程序報錯！
因為我們在Stack類中提供了一個有參構造函數，這時Stack類中不再有默認構造函數，因此Myqueue的默認構造函數無法調用Stack的默認構造函數，編譯不通過！
C++11還支持在聲明的時候給自定義類型變量賦一個缺省值：
class MyQueue
{
private:
int _size = 0;
Stack _st1;
Stack _st2;
};
總結：如果一個類中的成員全是自定義類型，我們就可以不寫構造函數，就用默認生成的構造函數。如果有內置類型的成員，或者需要顯示傳參初始化，那么都要自己實現構造函數。
1.2：構造函數的分類
兩種分類方式：
- 按參數分為： 有參構造和無參構造
- 按類型分為： 普通構造和拷貝構造
二：析構函數
2.1：概念
與構造函數功能相反，析構函數不是完成對象的銷毀，局部對象銷毀工作由編譯器完成。而對象在銷毀時會自動調用析構函數，完成類的一些資源清理工作
2.2：特性
語法：~類名(){}
1. 析構函數，沒有返回值也不寫void
2. 函數名稱與類名相同,在名稱前加上符號 ~
3. 析構函數不可以有參數，因此不可以發生重載
4. 程序在對象銷毀前會自動調用析構，無須手動調用,而且只會調用一次
class Person
{
public:
//構造函數
Person(){
cout << "Person的構造函數調用" << endl;
}
//析構函數
~Person(){
cout << "Person的析構函數調用" << endl;
}
};
void test01(){
Person p;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}Person的構造函數調用
Person的析構函數調用
請按任意鍵繼續. . .
如結果表示，在對象創建之前編譯器自動調用了析構函數。
??同樣的，我們也可以自己提供析構函數來對類上的一些資源完成清理工作。
示例：
typedef int DataType;
class SeqList{
public:
SeqList(int capacity = 10){
_pData = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
assert(_pData);
_size = 0;
_capacity = capacity;
}
~SeqList(){
if (_pData){
free(_pData);
_pData = nullptr;
_capacity = 0;
_size = 0;
}
}
private:
int * _pData;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
int main(){
SeqList Sq;
system("pause");
return 0;
}
如上述代碼，在構造函數中在堆區開辟了空間，這時就需要我們自己提供析構函數來釋放對應的空間。
注意：默認生成的析構函數，內置類型成員不做處理，自定義類型成員會去調用它的析構函數
三：拷貝構造函數
3.1：概念
在現實生活中我們會遇到兩個小孩長得一摸一樣，我們稱其為雙胞胎。
拷貝構造，顧名思義就是在創建對象的時候，創建一個與原對象一摸一樣的新對象。
構造函數：參數列表只有單個形參，該形參是對本類類型對象的引用（一般用const修飾），在用已存在的類類型對象創建新對象時由編譯器自動調用。
如下列代碼：
class Person {
public:
//有參構造函數
Person(int a) {
age = a;
cout << "有參構造函數!" << endl;
}
//拷貝構造函數
Person(const Person& p) { //<看這里，形參是對本類類型對象的引用
age = p.age;
cout << "拷貝構造函數!" << endl;
}
//析構函數
~Person() {
cout << "析構函數!" << endl;
}
public:
int age;
};
void test01()
{
Person p1(18);
//如果不寫拷貝構造，編譯器會自動添加拷貝構造，并且做淺拷貝操作
Person p2(p1); //Person p2 = Person(p1);
cout << "p2的年齡為： " << p2.age << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}3.2：特性
拷貝構造函數也是特殊的成員函數，其有如下特征：
- 拷貝構造函數是構造函數的一個重載形式。
- 拷貝構造函數的參數只有一個，且必須使用引用傳參，使用傳值方式會引發無窮遞歸調用（因為傳值傳參也會調用拷貝構造函數）。
- 如果沒有顯示定義拷貝構造函數，系統生成默認的拷貝構造函數。默認的拷貝構造函數對象按內存存儲按字節序完成拷貝，這種通常稱為淺拷貝，或者值拷貝。
??淺拷貝：
- 指向一塊空間，修改數據會相互影響。
- 這塊空間析構時會釋放兩次，導致程序崩潰。
編譯器生成的默認拷貝函數已經完成了字節序的值拷貝了，那我們還需要自己實現嗎？我們看一段代碼實例：
typedef int DataType;
class SeqList{
public:
SeqList(int capacity = 10){
_pData = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
assert(_pData);
_size = 0;
_capacity = capacity;
}
~SeqList(){
if (_pData){
free(_pData);
_pData = nullptr;
_capacity = 0;
_size = 0;
}
}
private:
int * _pData;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
int main(){
SeqList Sq1;//調用默認構造函數初始化Sq1
SeqList Sq2(Sq1);
system("pause");
return 0;
}代碼解釋：編譯器先調用默認構造函數初始化Sq1，然后用類對象Sq1初始化類對象Sq2，我們使用編譯器提供的默認拷貝構造函數實現淺拷貝，這時程序就會出現問題了！
雖然語法編譯能通過：
但是運行程序終究會是報錯的！
我們注意到在初始化Sq1的時候我們在堆區開辟了地址，如果我們這時淺拷貝初始化Sq2，那么在調用析構函數的時候會造成對同一塊空間重復釋放，所以造成程序崩潰！
3.3：拷貝構造函數調用時機
C++中拷貝構造函數調用時機通常有三種情況：
1. 使用一個已經創建完畢的對象來初始化一個新對象
class Person {
public:
Person() {
cout << "無參構造函數!" << endl;
mAge = 0;
}
Person(int age) {
cout << "有參構造函數!" << endl;
mAge = age;
}
Person(const Person& p) {
cout << "拷貝構造函數!" << endl;
mAge = p.mAge;
}
//析構函數在釋放內存之前調用
~Person() {
cout << "析構函數!" << endl;
}
public:
int mAge;
};
//1. 使用一個已經創建完畢的對象來初始化一個新對象
void test01() {
Person man(100); //p對象已經創建完畢
Person newman(man); //調用拷貝構造函數
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
2. 值傳遞的方式給函數參數傳值
//這里代碼都旨在說明目的，代碼不全！
void doWork(Person p1) {//相當于Person p1 = p;
//
}
void test02() {
Person p; //無參構造函數
doWork(p);
}
3. 以值方式返回局部對象
//這里代碼都旨在說明目的，代碼不全！
Person doWork2(){
Person p1;
cout << (int *)&p1 << endl;
return p1;
}
void test03(){
Person p = doWork2();
cout << (int *)&p << endl;
}
int main() {
test03();
system("pause");
return 0;
}這里可以看作Person p = p1；也相當于調用拷貝構造函數。
3.4：構造函數調用規則
默認情況下，c++編譯器至少給一個類添加3個函數：
- 默認構造函數(無參，函數體為空)
- 默認析構函數(無參，函數體為空)
- 默認拷貝構造函數，對屬性進行值拷貝
構造函數調用規則如下：
- 如果用戶定義有參構造函數，c++不在提供默認無參構造，但是會提供默認拷貝構造。
- 如果用戶定義拷貝構造函數，c++不會再提供其他構造函數。
原文鏈接：https://blog.csdn.net/qq_43727529/article/details/124808402
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