C++的构造函数和析构函数是什么
本篇内容主要讲解“C++的构造函数和析构函数是什么”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“C++的构造函数和析构函数是什么”吧!
目录
一、构造函数
二、C++类的内存模型
1、只定义成员函数
2、往空类中添加静态成员变量
3、再加入非静态成员变量
三、this指针
四、析构函数
一、构造函数
首先,由于类只是一个模板,因此我们在定义类时无法对成员变量初始化,比如下面代码就是错误的:
class circle{public: int m_L = 20;// Error:不允许使用数据成员初始值设定项};
因此,初始化只能发生在类创建对象的过程中,但是由于访问权限的原因,无法在类外访问某些成员变量,因此下面这种做法有时候是无效的:
circle C1;// 实例化一个对象 C1C1.m_L = 20;// 通过创建的对象,来给对应变量初始化,但是如果m_L是private访问权限,则失效
为了解决这个问题,让程序员能像使用标准数据类型一样适用对象,在类内提供了一个特殊的成员函数——“构造函数”,专门用于在创建对象时初始化类对象。之所以说它特殊,是因为C++已经自动为构造函数提供了名称和使用语法,程序员只需要提供方法的定义即可,即:类名(形参列表)
。具体来说,构造函数的定义如下:
class circle{public: int m_L;public: //成员函数(方法) circle(const int a)//通过构造函数对成员变量进行赋值 { m_L = a; }};circle C1(20);//调用格式cout << "C1.m_L:" << C1.m_L <<endl;
看上去似乎很简单,但是由于构造函数也是函数,因此所有C++中的形参传递方式,函数特性以及函数调用方法都能用于构造函数。 如前文所讲,C++会自动给类添加一个空的构造函数,但是如果自己在类中实现了有参构造函数,编译器便不再提供无参构造函数。举例如下:
class circle{public: int m_L;public: //成员函数(方法) circle(const int a)//通过构造函数对成员变量进行赋值 { m_L = a; }};circle C1(20);//调用格式正确,能够通过构造函数赋值circle C2; //错误,自己定义了有参构造函数,不再提供无参构造函数
构造函数可以重载,接着上面的例子,如果重载一个空的构造函数,那么两个调用格式都正确:
class circle{public: int m_L;public: //成员函数(方法) circle(){}// 空构造函数 circle(const int a)//通过构造函数对成员变量进行赋值 { m_L = a; }};circle C1(20);//调用格式正确,能够通过构造函数赋值circle C2; //正确,可以通过重载的空构造函数实现初始化
构造函数的参数不仅可以是标准数据类型,也可以是类。众所周知,在数值作为函数参数进行传递的时候,会重新拷贝出来一份数据作为参数传递用完即销毁,这种方式不仅浪费了内存空间,而且无法修改原始数据。为了结合这两者之间的优点,于是经常采取引用作为函数的参数。虽然引用是指针的一种特殊情况,但是指针太过于灵活,并且引用在形式上引用与普通的变量地用法并没有什么区别,因此使用起来更加方便。
class circle{public: int m_L;public: //成员函数(方法) circle(){}// 空构造函数 circle(const int a)//通过构造函数对成员变量进行赋值 { m_L = a; } //引用作为函数参数传递,并用const修饰,节省空间的同时避免修改原数据 circle(const circle& sub_circle) { m_L = sub_circle.m_L; }};circle C1(20);//调用格式正确,能够通过构造函数赋值circle C2(C1); //正确,可以通过拷贝构造函数进行初始化
二、C++类的内存模型
C++中,一个类包括:
成员变量:静态成员变量和普通成员变量
成员函数:静态成员函数和普通成员函数
虽然为了集成,我们将其写到一个类里面,但是只有普通成员变量真正属于类的对象,类的所有对象共享一份静态成员函数,静态成员变量和普通成员函数。画出了内存模型,如下图所示:
为了进一步理解,我们举例如下:
2.1、只定义成员函数
class person{public: // 定义一个空的构造函数person(int m_age, int m_ID){}};person p1(10, 20);cout << "p1 所占的空间为:" << sizeof(p1) << endl;
输出结果为:
p1 所占的空间为:1
这个题目在《剑指offer》一书中也提到过,由空类实例化出来的对象所占的内存空间是1个而不是0个字节,因为编译其给对象 p1
分配了一个地址,来表示不同的对象存储在不同的地址空间,因此占用1个字节。
2.2、往空类中添加静态成员变量
class person{ static int age; //静态成员变量,存在全局区,不属于类对象的一部分 static int ID; //静态成员变量,存在全局区,不属于类对象的一部分public: // 定义一个空的构造函数person(int m_age, int m_ID){}};person p1(10, 20);cout << "p1 所占的空间为:" << sizeof(p1) << endl;
输出结果为:
p1 所占的空间为:1
当向类中加入了成员函数与静态成员变量时,类的实例化对象仍然只占用1个字节的空间,足以证明这些函数和变量并不是类对象的一部分。
2.3、再加入非静态成员变量
class person{ static int age; //静态成员变量,存在全局区,不属于类对象的一部分 static int ID; //静态成员变量,存在全局区,不属于类对象的一部分 int a;//非静态成员变量,存在栈区,属于类对象的一部分public:person(int m_age, int m_ID){}};
输出结果为:
p 所占的空间为:4
因此当向类中加入了非静态成员变量时,类的实例化对象占用4个字节的空间,可以说明,非静态变量属于类对象的一部分。综上:同一个类所有实例化出来的对象共享同一份静态成员变量,所以一改全改。既然同一个类的不同对象共享同一份成员函数,那么成员函数怎么区分该访问哪个对象的普通成员变量呢?
三、this指针
接着上一小节的问题,this指针为上述问题提供了一个完美的解决方案,它指向用来调用成员函数的对象(被当作参数隐式地传递给成员函数),我们通过一张图来理解它:
此外,this指针的另一个用途是当成员函数需要返回对象时,用 return *this
; 或者 return this
,这种做法能够实现链式编程。比如:
p2.addPerson(p1).addPerson(p1);
首先,对象 p2
调用成员函数 addPerson(p1)
,其返回值继续调用 addPerson(p1)
,此时返回值就必须也是 person
类型才可以,因此使用 this
指针可以完成需求。先来看第一个例子:
class person{public:int age;person(int age){this->age = age; // this指针区分调用者}// 返回值为person类型,且参数加上了const限制,防止修改原数据person addPerson(const person& p){this->age += p.age;// 主要实现两个类对象年龄的相加return *this;// 由于返回值是person,因此返回 *this}};person p1(20);person p2(10);person p3 = p2.addPerson(p1).addPerson(p1);cout << "p1 age:" << p1.age << endl;cout << "p2 age:" << p2.age << endl;cout << "p3 age:" << p3.age << endl;
首先,通过构造函数分别对 p1,p2
赋了初值,然后 p2
调用函数 addPerson(p1)
修改自身的变量 age
。**由于函数通过值传递的方式返回 person
类型,所以将整个 person
类型复制了一份返回,返回值继续调用 addPerson(p1)
, **最后的结果赋值给了新的对象 p3
。所以输出结果为:
p1 age:20
p2 age:30
p3 age:50
但是如果函数 addPerson()
修改为:
person& addPerson(const person& p){ this->age += p.age;// 主要实现两个类对象年龄的相加 return *this;// 虽然返回值是person&,返回值的类型也是 *this}person p1(20);person p2(10);person p3 = p2.addPerson(p1).addPerson(p1);cout << "p1 age:" << p1.age << endl;cout << "p2 age:" << p2.age << endl;cout << "p3 age:" << p3.age << endl;
与上例唯一的区别就在于返回值的类型变成了引用,那么每次返回的就变成了该对象本身,而非在值传递中拷贝出来的那一份数据。那么输出就变成了:
p1 age:20
p2 age:50
p3 age:50
四、析构函数
用构造函数创建对象后,程序负责跟踪该对象,知道其过期为止。当对象过期时,程序自动调用析构函数完成清理工作。与构造函数一样,C++默认提供了一个空的析构函数,定义为:~类名( )
。由于开辟在栈区的变量程序会自动释放,因此不需要析构函数执行清理工作,但是当程序员在堆区开辟空间时,需要手动执行清理工作,这时候需要析构函数来释放堆区内存。比如:
~person(){// 在析构函数内写入需要执行的代码cout << "调用析构函数" << endl;}person p1(20);person p2(10);// 在生命周期结束后自动调用析构函数执行清理工作
输出为:
调用析构函数
调用析构函数
到此,相信大家对“C++的构造函数和析构函数是什么”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是编程网网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!
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