C++构造函数与析构函数怎么使用

2023-07-02 08:17

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这篇文章主要讲解了“C++构造函数与析构函数怎么使用”，文中的讲解内容简单清晰，易于学习与理解，下面请大家跟着小编的思路慢慢深入，一起来研究和学习“C++构造函数与析构函数怎么使用”吧！

对象的初始化和清理

生活中我们买的电子产品都基本会有出厂设置，在某一天我们不用时候也会删除一些自己信息数据保证安全。C++中的面向对象来源于生活，每个对象也都会有初始设置以及对象销毁前的清理数据的设置。

一：构造函数

对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题，一个对象或者变量没有初始状态，对其使用后果是未知。c++利用了构造函数解决上述问题，这两个函数将会被编译器自动调用，完成对象初始化和清理工作。对象的初始化和清理工作是编译器强制要我们做的事情，因此如果我们不提供构造和析构，编译器也会提供，编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。

构造函数是一个特殊的成员函数，名字与类名相同，实例化类对象时由编译器自动调用，保证每个数据成员都有一个合适的初始值，并且在对象的生命周期内只调用一次

构造函数语法：类名(){}

1.1：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，构造函数的名字虽然叫构造，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。

构造函数特征：

构造函数，没有返回值也不写void

函数名称与类名相同

构造函数可以有参数，因此可以发生重载

程序在调用对象时候会自动调用构造，无须手动调用,而且只会调用一次

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;                   //调用无参构造d1.Print();Date d2(2022, 5, 15);      //调用带参的构造d2.Print();system("pause");return 0;}

如果类中没有显式定义的构造函数，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。

无参的构造函数和全缺省的构造函数都被称为默认构造函数，并且默认构造函数只有一个。注意：无参构造函数、全缺省构造函数、以及我们没显式写由编译器默认生成的构造函数，都可以认为是默认构造函数。即不用传参就可以调用的函数

class Date{public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)//默认全缺省构造函数{_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;}

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默认生成构造函数对于内置类型成员变量不做处理，因为编译器默认生成的构造函数都是空实现，对于自定义类型成员变量做出处理，相当于实例化对象自动调用该类的默认构造函数！如下述代码中Date date和A _aa有什么区别呢？不都是实例化对象自动调用默认构造函数吗！！！

代码示例：

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()

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C++构造函数与析构函数怎么使用

默认构造函数不会对自己的变量初始化，会对自定义类型处理，自定义类型成员会去调用它的默认构造函数！因为这里实例化对象也只能调用默认构造函数！！！（如果自定义类型的构造函数没有显示定义，也会是随机值）。

接下来我们利用代码详细看看上面这段话：

示例1：默认生成的默认构造函数

class Stack{public:private:int* _a;int _top;int _capacity;};class MyQueue {public:// 默认生成构造函数就可以用了void push(int x) {}int pop() {}private:Stack _st1;Stack _st2;};int main(){MyQueue q;q.push(1);//Stack st;system("pasue");return 0;}

上面这段代码是可以编译过的，在Myqueue类中只有自定义类型，所以我们不需要写构造函数，使用默认生成的即可。然后Myqueue类中声明Stack类实例化对象时，会去调用Stack类的默认构造函数（这里是自动生成的默认构造函数），编译通过！

这里咋们看监视界面：

C++构造函数与析构函数怎么使用

由于Stack的默认构造函数是默认生成的，同样不会对内置类型成员变量做初始化，所以显示是随机值！

示例2：无参默认构造

class Stack{public:Stack(){_a = nullptr;_top = _capacity = 0;}private:int* _a;int _top;int _capacity;};class MyQueue {public:// 默认生成构造函数就可以用了void push(int x) {}int pop() {}private:Stack _st1;Stack _st2;};int main(){MyQueue q;q.push(1);//Stack st;system("pasue");return 0;}

这段代码也是可以编译过的，在Myqueue类中只有自定义类型，所以我们不需要写构造函数，使用默认生成的即可。然后Myqueue类中声明Stack类实例化对象时，会去调用Stack类的默认构造函数（这里是咋们自己提供的默认构造函数），编译通过！

同样的，我们看监视界面：

C++构造函数与析构函数怎么使用

由于Stack的默认构造函数是是我们自己提供的，同时对内置类型做了初始化，所以这里的各个值不再是随机值！

示例3：全缺省默认构造函数

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:// 默认生成构造函数就可以用了void push(int x) {}int pop() {}private:Stack _st1;Stack _st2;};int main(){MyQueue q;q.push(1);//Stack st;system("pasue");return 0;}

这段代码也是可以编译过的，在Myqueue类中只有自定义类型，所以我们不需要写构造函数，使用默认生成的即可。然后Myqueue类中声明Stack类实例化对象时，会去调用Stack类的默认构造函数（这里是咋们自己提供的全缺省默认构造函数），编译通过！

同样的，观察监视界面：

C++构造函数与析构函数怎么使用

我们通过全缺省默认构造函数对各个值做出了初始化，因此不再是随机值！

错误示例：有参构造函数

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:// 默认生成构造函数就可以用了void push(int x) {}int pop() {}private:Stack _st1;Stack _st2;};int main(){MyQueue q;q.push(1);//Stack st;system("pasue");return 0;}

程序报错！

C++构造函数与析构函数怎么使用

因为我们在Stack类中提供了一个有参构造函数，这时Stack类中不再有默认构造函数，因此Myqueue的默认构造函数无法调用Stack的默认构造函数，编译不通过！

C++11还支持在声明的时候给自定义类型变量赋一个缺省值：

class MyQueue{private:int _size = 0;Stack _st1;Stack _st2;};

总结：如果一个类中的成员全是自定义类型，我们就可以不写构造函数，就用默认生成的构造函数。如果有内置类型的成员，或者需要显示传参初始化，那么都要自己实现构造函数。

1.2：构造函数的分类

两种分类方式：

按参数分为：有参构造和无参构造
按类型分为：普通构造和拷贝构造

二：析构函数

2.1：概念

与构造函数功能相反，析构函数不是完成对象的销毁，局部对象销毁工作由编译器完成。而对象在销毁时会自动调用析构函数，完成类的一些资源清理工作

2.2：特性

语法：~类名(){}

析构函数，没有返回值也不写void

函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~

析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载

程序在对象销毁前会自动调用析构，无须手动调用,而且只会调用一次

class Person{public://构造函数Person(){cout << "Person的构造函数调用" << endl;}//析构函数~Person(){cout << "Person的析构函数调用" << endl;}};void test01(){Person p;}int main() {test01();system("pause");return 0;}

Person的构造函数调用
Person的析构函数调用
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如结果表示，在对象创建之前编译器自动调用了析构函数。

????同样的，我们也可以自己提供析构函数来对类上的一些资源完成清理工作。

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;}

如上述代码，在构造函数中在堆区开辟了空间，这时就需要我们自己提供析构函数来释放对应的空间。

注意：默认生成的析构函数，内置类型成员不做处理，自定义类型成员会去调用它的析构函数

三：拷贝构造函数

3.1：概念

在现实生活中我们会遇到两个小孩长得一摸一样，我们称其为双胞胎。

拷贝构造，顾名思义就是在创建对象的时候，创建一个与原对象一摸一样的新对象。

构造函数：参数列表只有单个形参，该形参是对本类类型对象的引用（一般用const修饰），在用已存在的类类型对象创建新对象时由编译器自动调用。

如下列代码：

class Person {public://有参构造函数Person(int a) {age = a;cout << "有参构造函数!" << endl;}//拷贝构造函数Person(const Person& p) {      //<看这里，形参是对本类类型对象的引用age = p.age;cout << "拷贝构造函数!" << endl;}//析构函数~Person() {cout << "析构函数!" << endl;}public:int age;};void test01(){Person p1(18);//如果不写拷贝构造，编译器会自动添加拷贝构造，并且做浅拷贝操作Person p2(p1);  //Person p2 = Person(p1);cout << "p2的年龄为： " << p2.age << endl;}int main() {test01();system("pause");return 0;}

3.2：特性

拷贝构造函数也是特殊的成员函数，其有如下特征：

拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。
拷贝构造函数的参数只有一个，且必须使用引用传参，使用传值方式会引发无穷递归调用（因为传值传参也会调用拷贝构造函数）。
如果没有显示定义拷贝构造函数，系统生成默认的拷贝构造函数。默认的拷贝构造函数对象按内存存储按字节序完成拷贝，这种通常称为浅拷贝，或者值拷贝。

????浅拷贝：

指向一块空间，修改数据会相互影响。
这块空间析构时会释放两次，导致程序崩溃。

C++构造函数与析构函数怎么使用

编译器生成的默认拷贝函数已经完成了字节序的值拷贝了，那我们还需要自己实现吗？我们看一段代码实例：

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;//调用默认构造函数初始化Sq1SeqList Sq2(Sq1);system("pause");return 0;}

代码解释：编译器先调用默认构造函数初始化Sq1，然后用类对象Sq1初始化类对象Sq2，我们使用编译器提供的默认拷贝构造函数实现浅拷贝，这时程序就会出现问题了！

虽然语法编译能通过：

C++构造函数与析构函数怎么使用

但是运行程序终究会是报错的！

C++构造函数与析构函数怎么使用

我们注意到在初始化Sq1的时候我们在堆区开辟了地址，如果我们这时浅拷贝初始化Sq2，那么在调用析构函数的时候会造成对同一块空间重复释放，所以造成程序崩溃！

3.3：拷贝构造函数调用时机

C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况：

使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象

class Person {public:Person() {cout << "无参构造函数!" << endl;mAge = 0;}Person(int age) {cout << "有参构造函数!" << endl;mAge = age;}Person(const Person& p) {cout << "拷贝构造函数!" << endl;mAge = p.mAge;}//析构函数在释放内存之前调用~Person() {cout << "析构函数!" << endl;}public:int mAge;};//1. 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象void test01() {Person man(100); //p对象已经创建完毕Person newman(man); //调用拷贝构造函数}int main() {test01();system("pause");return 0;}

值传递的方式给函数参数传值

//这里代码都旨在说明目的，代码不全！void doWork(Person p1) {//相当于Person p1 = p;//}void test02() {Person p; //无参构造函数doWork(p);}

以值方式返回局部对象

//这里代码都旨在说明目的，代码不全！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;}

这里可以看作Person p = p1；也相当于调用拷贝构造函数。