构造函数与析构函数
1.构造函数
在创建某个类的对象时,由于对该函数的状态(数据)不是很明确,因此需要对其进行初始化。
class Counter
{
public:
// 类Counter的构造函数
// 特点:以类名作为函数名,无返回类型
Counter(){m_value = 0;}
private:
// 数据成员
int m_value;
}
该类对象被创建时,编译系统对象分配内存空间,并自动调用该构造函数->由构造函数完成成员的初始化工作
Counter c1;
编译系统为对象c1的每个数据成员(m_value)分配内存空间,并调用构造函数Counter( )自动地初始化对象c1的m_value值设置为0
2. 构造函数的种类
class Complex
{
private :
double m_real;
double m_imag;
public:
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// 无参数构造函数
// 如果创建一个类你没有写任何构造函数,则系统会自动生成默认的无参构造函数,函数为空,什么都不做
// 只要你写了一个下面的某一种构造函数,系统就不会再自动生成这样一个默认的构造函数,如果希望有一个这样的无参构造函数,则需要自己显示地写出来
Complex(void)
{
m_real = 0.0;
m_imag = 0.0;
}
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// 一般构造函数(也称重载构造函数)
// 一般构造函数可以有各种参数形式,一个类可以有多个一般构造函数,前提是参数的个数或者类型不同(基于c++的重载函数原理)
// 例如:你还可以写一个 Complex( int num)的构造函数出来
// 创建对象时根据传入的参数不同调用不同的构造函数
Complex(double real, double imag)
{
m_real = real;
m_imag = imag;
}
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// 复制构造函数(也称为拷贝构造函数)
// 复制构造函数参数为类对象本身的引用,用于根据一个已存在的对象复制出一个新的该类的对象,一般在函数中会将已存在对象的数据成员的值复制一份到新创建的对象中
// 若没有显示的写复制构造函数,则系统会默认创建一个复制构造函数,但当类中有指针成员时,由系统默认创建该复制构造函数会存在风险,具体原因请查询 有关 “浅拷贝” 、“深拷贝”的文章论述
Complex(const Complex & c)
{
// 将对象c中的数据成员值复制过来
m_real = c.m_real;
m_img = c.m_img;
}
------------------------------------------------------------------------------------------
// 类型转换构造函数,根据一个指定的类型的对象创建一个本类的对象
// 例如:下面将根据一个double类型的对象创建了一个Complex对象
Complex::Complex(double r)
{
m_real = r;
m_imag = 0.0;
}
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// 等号运算符重载
// 注意,这个类似复制构造函数,将=右边的本类对象的值复制给等号左边的对象,它不属于构造函数,等号左右两边的对象必须已经被创建
// 若没有显示的写=运算符重载,则系统也会创建一个默认的=运算符重载,只做一些基本的拷贝工作
Complex &operator=( const Complex &rhs )
{
// 首先检测等号右边的是否就是左边的对象本,若是本对象本身,则直接返回
if ( this == &rhs )
{
return *this;
}
// 复制等号右边的成员到左边的对象中
this->m_real = rhs.m_real;
this->m_imag = rhs.m_imag;
// 把等号左边的对象再次传出
// 目的是为了支持连等 eg: a=b=c 系统首先运行 b=c
// 然后运行 a= ( b=c的返回值,这里应该是复制c值后的b对象)
return *this;
}
};
下面使用上面定义的类对象来说明各个构造函数的用法:
void main()
{
// 调用了无参构造函数,数据成员初值被赋为0.0
Complex c1,c2;
// 调用一般构造函数,数据成员初值被赋为指定值
Complex c3(1.0,2.5);
// 也可以使用下面的形式
Complex c3 = Complex(1.0,2.5);
// 把c3的数据成员的值赋值给c1
// 由于c1已经事先被创建,故此处不会调用任何构造函数
// 只会调用 = 号运算符重载函数
c1 = c3;
// 调用类型转换构造函数
// 系统首先调用类型转换构造函数,将5.2创建为一个本类的临时对象,然后调用等号运算符重载,将该临时对象赋值给c1
c2 = 5.2;
// 调用拷贝构造函数( 有下面两种调用方式)
Complex c5(c2);
Complex c4 = c2; // 注意和 = 运算符重载区分,这里等号左边的对象不是事先已经创建,故需要调用拷贝构造函数,参数为c2
}
3.默认构造函数
假如不提供任何构造参数,那么系统会自动创建一个构造函数,该函数没有参数,而且也不执行任何功能,它只用于构造一个对象,如:
Computer ( ) { } ;
一般来说,只要我们不构建任何构建函数,那么系统就会为我们创建这个什么功能都没有的默认构造函数,而一旦我们创建了一个构造函数,则这个默认构造函数就会自动屏蔽。
4.析构函数
析构函数也是一种特殊的成员函数,它的作用是在对象消失时执行一系列的清理任务,例如可以释放内存等。
Class A
{
~A( ) { };
};
在C++中“~”是位取反运算符,从这点也可以想到:析构函数是与构造函数作用相反的函数。当对象的生命期结束时,会自动执行析构函数。
具体地说如果出现以下几种情况,程序就会执行析构函数:
①如果在一个函数中定义了一个对象(它是自动局部对象),当这个函数被调用结束时,对象应该释放,在对象释放前自动执行析构函数。
②static局部对象在函数调用结束时对象并不释放,因此也不调用析构函数,只在main函数结束或调用exit函数结束程序时,才调用static局部对象的析构函数。
③如果定义了一个全局对象,则在程序的流程离开其作用域时(如main函数结束或调用exit函数) 时,调用该全局对象的析构函数。
④如果用new运算符动态地建立了一个对象,当用delete运算符释放该对象时,先调用该对象的析构函数。
析构函数的作用并不是删除对象,而是在撤销对象占用的内存之前完成一些清理工作,使这部分内存可以被程序分配给新对象使用。程序设计者事先设计好析构函数,以完成所需的功能,只要对象的生命期结束,程序就自动执行析构函数来完成这些工作。
注意:析构函数不返回任何值,没有函数类型,也没有函数参数。
因此它不能被重载。
一个类可以有多个构造函数,但只能有一个析构函数。
实际上,析构函数的作用并不仅限于释放资源方面,它还可以被用来执行“用户希望在最后一次使用对象之后所执行的任何操作”,例如输出有关的信息。这里说的用户是指类的设计者,因为,析构函数是在声明类的时候定义的。也就是说,析构函数可以完成类的设计者所指定的任何操作。
一般情况下,类的设计者应当在声明类的同时定义析构函数,以指定如何完成“清理”的工作。如果用户没有定义析构函数,C++编译系统会自动生成一个析构函数,但它只是徒有析构函数的名称和形式,实际上什么操作都不进行。想让析构函数完成任何工作,都必须在定义的析构函数中指定。
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
A();
~A();
};
A::A(){cout<<"构造函数执行完毕!\n";}
A::~A(){cout<<"析构函数执行完毕!\n";}
int main()
{
A a;
return 0;
}
在使用构造函数和析构函数时,需要特别注意对它们的调用时间和调用顺序。在一般情况下,调用析构函数的次序正好与调用构造函数的次序相反: 最先被调用的构造函数,其对应的(同一对象中的)析构函数最后被调用,而最后被调用的构造函数,其对应的析构函数最先被调用。
但是,并不是在任何情况下都是按这一原则处理的。在前边的章节中曾介绍过作用域和存储类别的概念,这些概念对于对象也是适用的。对象可以在不同的作用域中定义,可以有不同的存储类别。这些会影响调用构造函数和析构函数的时机。
下面归纳一下什么时候调用构造函数和析构函数:
1.在全局范围中定义的对象(即在所有函数之外定义的对象),它的构造函数在文件中的所有函数(包括main函数)执行之前调用。但如果一个程序中有多个文件,而不同的文件中都定义了全局对象,则这些对象的构造函数的执行顺序是不确定的。当main函数执行完毕或调用exit函数时(此时程序终止),调用析构函数。
2.如果定义的是局部自动对象(例如在函数中定义对象),则在建立对象时调用其构造函数。如果函数被多次调用,则在每次建立对象时都要调用构造函数。在函数调用结束、对象释放时先调用析构函数。
3.如果在函数中定义静态(static )局部对象,则只在程序第一次调用此函数建立对象时调用构造函数一次,在调用结束时对象并不释放,因此也不调用析构函数,只在main函数结束或调用exit函数结束程序时,才调用析构函数。