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类和对象(2)

在类和对象(1)中,我们已经掌握了类的定义、类的实例化、this指针的有关知识,在这篇博客中,我们将详细讲述类的默认成员函数-----构造函数、析构函数、拷贝构造函数

目录

一、类的默认成员函数

二、构造函数

三、析构函数

四、拷贝构造函数


一、类的默认成员函数

定义:⽤⼾没有显式实现,编译器会⾃动⽣成的成员函数称为默认成员函数。

⼀个类,我们不写的情况下编译器会默认⽣成以下6个默认成员函数,需要注意的是这6个中最重要的是前4个,最后两个取地址重载不重要,我们稍微了解⼀下即可。其次就是C++11以后还会增加两个默认成员函数, 移动构造和移动赋值。

默认成员函数很重要,也⽐较复杂,我们要从两个⽅⾯ 去学习:

• 第⼀:我们不写时,编译器默认⽣成的函数⾏为是什么,是否满⾜我们的需求。

• 第⼆:编译器默认⽣成的函数不满⾜我们的需求,我们需要⾃⼰实现,那么如何⾃⼰实现?

二、构造函数

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(我们常使⽤的局部对象是栈帧创建时,空间就开好了),⽽是对象实例化时初始化对象

构造函数的特点:

1. 函数名与类名相同。

2. ⽆返回值。(也不需要写void)

3. 对象实例化时系统会⾃动调⽤对应的构造函数。

4. 构造函数可以重载

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,⼀旦⽤⼾显式定义编译器将不再⽣成。

6. 默认构造函数分为三类:⽆参构造函数、全缺省构造函数、我们不写构造时编译器默认⽣成的构造函数。这三个函数有且只有⼀个存在,不能同时存在。⽆参构造函数和全缺省构造函数虽然构成 函数重载,但是调⽤时会存在歧义。

7. 我们不写,编译器默认⽣成的构造,对内置类型成员变量的初始化没有要求,也就是说是是否初始化是不确定的,看编译器。对于⾃定义类型成员变量,要求调⽤这个成员变量的默认构造函数初始化。如果这个成员变量,没有默认构造函数,那么就会报错。

说明: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原⽣数据类型, 如:int/char/double/指针等,⾃定义类型就是我们使⽤class/struct等关键字⾃⼰定义的类型。

结合具体代码详细理解上述特点:

#include<iostream>
 
class date
{
public:
	//构造函数名字与类名相同,系统自动调用,无须手动调用
	//1.无参构造函数
	date() {
		m_year = 1;
		m_month = 1;
		m_day = 1;
	}
	//无参构造函数与全缺省构造函数虽然构成函数重载,但是只能同时存在一个,否则会有歧义
	//2.全缺省构造函数
	//date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){
	//	m_year = year;
	//	m_month = month;
	//	m_day = day;
	//}
	//3.带参构造函数
	date(int year, int month, int day) {
		m_year = year;
		m_month = month;
		m_day = day;
	}
	void Print() {
		std::cout << m_year <<' ' << m_month <<' '<< m_day  << std::endl;
	}
private:
	int m_year;
	int m_month;
	int m_day;
};
 
class student {
	//没有写student类的构造函数,其成员是自定义类型date类
	//系统会调用其自定义类型成员的构造函数,如果没有就会报错
public:
	void Print(){
		m_Birthday.Print();
		m_today.Print();
	}
private:
	date m_Birthday;
	date m_today;
};
 
int main() {
	date today(2025, 2, 11);//调用有参构造函数
	date common_day;
	//注意,这里使用无参默认构造时,不要加“()”,因为有歧义(可能被认为是函数声明)
	today.Print();
	common_day.Print();
	student Zhangsan;//编译器为student类生成了构造函数
	Zhangsan.Print();
	//test.Print();
	return 0;
}

输出结果如下:

三、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,⽐如局部对象是存在栈帧的, 函数结束栈帧销毁,他就释放了,不需要我们管,C++规定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释放⼯作

析构函数的特点:

1. 析构函数名是在类名前加上字符~

2. ⽆参数⽆返回值。(这⾥跟构造类似,也不需要加void)

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。

4. 对象⽣命周期结束时,系统会⾃动调⽤析构函数。

5. 跟构造函数类似,我们不写编译器⾃动⽣成的析构函数对内置类型成员不做处理,⾃定类型成员会调⽤他的析构函数。

6. 还需要注意的是我们显⽰写析构函数,对于⾃定义类型成员也会调⽤他的析构,也就是说⾃定义类型成员⽆论什么情况都会⾃动调⽤析构函数

7. 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;如 果默认⽣成的析构就可以⽤,也就不需要显式写析构;但是有资源申请时,⼀定要⾃⼰写析构,否则会造成资源泄漏。

8. ⼀个局部域的多个对象,C++规定后定义的先析构

结合代码深入理解:(析构函数与构造函数很类似)

#include<iostream>
 
class student {
public:
	student(int age = 1) {//缺省构造函数
		m_age = age;
		int* p = (int*)malloc(10);
 
		if (p == nullptr) {
			perror("空间申请失败");
			return;
		}
 
		m_point = p;
	}
	//动态申请了资源,一定要实现析构函数释放资源,避免内存泄露!!!
	~student(){//析构函数名是在类名前加“~”
		std::cout << "~student()" << m_age << std::endl;
		free(m_point);
		m_point = nullptr;
	}
	void Print() {
		std::cout << m_age << std::endl;
	}
private:
	int m_age;
	int* m_point;
};
int main() {
	student zhangsan(5);//传参调用构造函数
	student lisi;//调用了缺省的构造函数
	return 0;
}

根据结果,更加证明了是后构造的对象先析构

四、拷贝构造函数

如果⼀个构造函数的第⼀个参数是⾃⾝类类型的引⽤,且任何额外的参数都有默认值,则此构造函数也叫做拷⻉构造函数,也就是说拷⻉构造是⼀个特殊的构造函数。

拷⻉构造的特点:

1. 拷⻉构造函数是构造函数的⼀个重载

2. 拷⻉构造函数的第⼀个参数必须是类类型对象的引⽤,使⽤传值⽅式编译器直接报错,因为语法逻辑上会引发⽆穷递归调⽤。拷⻉构造函数也可以多个参数,但是第⼀个参数必须是类类型对象的引⽤,后⾯的参数必须有缺省值

3. C++规定⾃定义类型对象进⾏拷⻉⾏为必须调⽤拷⻉构造,所以这⾥⾃定义类型传值传参和传值返回都会调⽤拷⻉构造完成

4. 若未显式定义拷⻉构造,编译器会⽣成⾃动⽣成拷⻉构造函数。⾃动⽣成的拷⻉构造对内置类型成员变量会完成值拷⻉/浅拷⻉(⼀个字节⼀个字节的拷⻉),对⾃定义类型成员变量会调⽤他的拷⻉构造。

5. 如果⼀个类显式实现了析构并释放资源,那么他就需要显式写拷⻉构造,否则就不需要。

6. 传值返回会产⽣⼀个临时对象调⽤拷⻉构造,传值引⽤返回,返回的是返回对象的别名(引⽤),没有产⽣拷⻉。但是如果返回对象是⼀个当前函数局部域的局部对象,函数结束就销毁了,那么使⽤引⽤返回是有问题的,这时的引⽤相当于⼀个野引⽤,类似⼀个野指针⼀样。传引⽤返回可以减少拷⻉,但是⼀定要确保返回对象,在当前函数结束后还在,才能⽤引⽤返回。

注意:

为什么一定要用引用---避免无穷递归

结合代码深入理解拷贝构造函数:

#include<iostream>
 
class date
{
public:
	//构造函数名字与类名相同,系统自动调用,无须手动调用
	//1.无参构造函数
	date() {
		m_year = 1;
		m_month = 1;
		m_day = 1;
	}
	//带参构造函数
	date(int year, int month, int day) {
		m_year = year;
		m_month = month;
		m_day = day;
	}
	//拷贝构造函数
	date(const date& D1) {
		//加const是为了避免用于拷贝的类被错误修改
		//注意隐含的this指针
		m_year = D1.m_year;
		m_month = D1.m_month;
		m_day = D1.m_day;
	}
	void Print() {
		std::cout << m_year <<' ' << m_month <<' '<< m_day  << std::endl;
	}
private:
	int m_year;
	int m_month;
	int m_day;
};
int main() {
	date today(2025, 2, 11);//调用有参构造函数
	today.Print();
	date copy_day(2025, 2, 12);
	copy_day.Print();
	copy_day = today;//传值传参,传值返回时都会调用拷贝构造函数
	copy_day.Print();
	return 0;
}

创作不易,还请三连支持一下作者!!!

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