C++类与对象(2)—构造函数析构函数

一、类的6个默认成员函数

二、构造函数

1、定义

2、特征

三、析构函数

1、定义

2、特征

四、默认生成构造&析构

1、定义

2、内置类型

3、自定义类型

4、声明处给默认值

5、总结

一、类的6个默认成员函数

如果一个类中没有定义任何成员，我们可以称之为空类。

然而，实际上空类并不是真的什么都没有。当我们没有在类中显式定义任何成员时，编译器会自动生成以下6个默认成员函数：

这些默认成员函数在需要时会被编译器自动生成，以提供类的基本功能。尽管我们没有显式定义任何成员，但这些默认成员函数确保了类的完整性和正确性。

本次主要讲解前前两个默认成员函数。

二、构造函数

之前学习数据结构中的 “栈” 时，对其进行初始化的函数如下：

class Stack
{
public:void Init(int n){a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);if (a == nullptr){perror("malloc fail");return;}_capacity = n;_size = 0;}private:int* _a;int _size;int _capacity;
};

对于Stack类，可以通过 Init 公有方法给对象进行初始化，但如果每次创建对象时都调用该方法设置信息，未免有点麻烦，那能否在对象创建时，就将信息设置进去呢？

这时，构造函数登场。

1、定义

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。
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。

2、特征

其特征如下：

函数名与类名相同。
无返回值。
对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。
构造函数可以重载。—多种构造方式

下面通过例子一一解释：

构造函数可以重载。(本质可以写多个构造函数，提供多种初始化方式)

class Stack
{
public:// 1.无参构造函数Stack(){_a = nullptr;_size = _capacity = 0;}// 2.带参构造函数Stack(int n){_a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);if (_a == nullptr){perror("malloc fail");return;}_capacity = n;_size = 0;}private:int* _a;int _size;int _capacity;
};

两个Stack函数都为构造函数，有无参数均可以，他们共同的特点是函数名与类名相等，无返回值，其余部分跟正常函数一样。

接下来看如何在主函数调用构造函数初始化对象。

当我们声明类的对象后，程序运行到这段代码后，编译器会自动调用无参数的构造函数进行初始化。

int main()
{Stack st;return 0;
}

在下图中，我们对Stack st;打断点，在调试中可以看到按F11之后直接跳转到无参数的Stack()进行初始化。

也可以选择选择带参数的构造函数进行初始化，只需在后面加上参数即可。

Stack st(4);

我们再看一个日期类：


class Date
{
public://Date()//{//	_year = 1;//	_month = 1;//	_day = 1;//}////Date(int year, int month, int day)//{//	_year = year;//	_month = month;//	_day = day;//}//缺省构造函数代替上述函数重载Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;}private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1;Date d2(2023, 2, 3);d1.Print();d2.Print();return 0;
}

除了上述的两种构造函数，我们还可以结合缺省参数使其更完善，只需这一个构造函数就可满足各种情况，一般来说很多时候都喜欢使用全缺省或半缺省的构造函数。

注意：这种缺省构造函数不能与无参的构造函数同时存在，编译能通过但有警告，会产生歧义，程序不知道调用哪个。

三、析构函数

通过前面构造函数的学习，我们知道一个对象是怎么来的，那一个对象又是怎么没呢的？

1、定义

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。

2、特征

其特征如下：

析构函数名是在类名前加上字符 ~。
无参数无返回值类型。
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
对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数

下面代码中的~Stack()即为析构函数：

class Stack
{
public:Stack(){cout << "Stack()" << endl;_a = nullptr;_size = _capacity = 0;}~Stack(){cout << "~Stack()" << endl;free(_a);_a = nullptr;_size = _capacity = 0;}private:int* _a;int _size;int _capacity;
};int main()
{Stack st;//Stack st(4);//st.Destroy();由析构函数代替return 0;
}

我们使用调试看一下程序如何调用 ~Stack()函数：

在return 0;位置打断点，按F11可以看到直接进入~Stack()函数

程序直接跳转~Stack()函数

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

Date类；有资源申请时，一定要写，否则会造成资源泄漏，比如Stack类。

四、默认生成构造&析构

1、定义

如果类中没有显式定义构造或析构函数，则C++编译器会自动生成一个无参的默认构造或析构函数，一旦用户显式定义编译器将不再生成。同理析构函数也一样。

2、内置类型

我们来看下面的例子：

class Date
{
public:void Print(){cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;}private:int _year ;int _month ;int _day ;
};int main()
{Date d1;d1.Print();return 0;
}

通过结果可知，实际上并没有对成员变量自动进行初始化。

如果我们加上自己定义的构造函数呢？

Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
{_year = year;_month = month;_day = day;
}

结果可以正常初始化。

关于编译器生成的默认成员函数，很多人会有疑惑：不实现构造函数的情况下，编译器会

生成默认的构造函数。但是看起来默认构造函数又没什么用？对象调用了编译器生成的默认构造函数，但是d1对象_year/_month/_day，依旧是随机值。

也就说在这里编译器生成的默认构造函数并没有什么用？？

解答：

C++规定：默认生成构造和析构函数对内置类型成员不做处理，内置类型就是语言提供的数据类型，如：int/char...。
对自定义类型的成员，会去调用它的默认构造(不用传参数的构造)，自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型。

3、自定义类型

我们通过下面代码看一下自定义类型的默认函数：

下面是用栈实现队列的程序，使用两个栈模拟实现队列，编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员MyQueue调用的它的默认成员函数。

class Stack
{
public:Stack(){_a = nullptr;_size = _capacity = 0;}private:int* _a;int _size;int _capacity;
};class MyQueue {
public:void push(int x) {}//....Stack _pushST;Stack _popST;
};int main()
{MyQueue q;return 0;
}

输出结果如下：（使用两个栈模拟实现队列，构造和析构函数各调用两次）

结论：

默认生成构造函数，对自定义类型成员，会调用他的默认构造函数。
默认生成析构函数，对自定义类型成员，会调用他的析构函数。

4、声明处给默认值

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。

如下图所示：

class Date
{
public:void Print(){cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;}private:int _year = 1;int _month = 1;int _day = 1;
};int main()
{Date d1;d1.Print();return 0;
}

成功初始化：

我们对MyQueue函数中新增一个整型变量size。

class MyQueue {
public:void push(int x) {}//....Stack _pushST;Stack _popST;int _size;
};int main()
{MyQueue q;return 0;
}

在调试中可以看到size未初始化，

这时可以在声明处给默认值0。

int _size = 0;

可以看到size变量成功初始化。

5、总结

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。
一般情况下，都需要我们自己写构造函数，决定初始化方式；成员变量全是自定义类型，可以考虑不写构造函数。

C++类与对象(3)—拷贝构造函数&运算符重载