《新标准C++程序设计》3.1.1-3.1.3(C++学习笔记5)
构造函数
1、构造函数的概念和作用
(1)概念
构造函数就是一类特殊的成员函数,其名字和类一样,不写返回值类型(void也不可以写),可以有参数,可以重载。
如果定义类时没写构造函数,则编译器生成一个默认的无参的构造函数 ,默认构造函数无参数,不做任何操作。如果定义了构造函数,则编译器不生成默认的无参数的构造函数
注意:
一个类可以有多个构造函数。
对象生成时构造函数自动被调用。对象一旦生成,就再也不能在其上执行构造函数 。
程序示例分析:
①默认构造函数
class Complex {
private:
double real, imag; //实部和虚部
public:
void Set(double r, double i);//设置实部和虚部
};
编译器自动生成默认构造函数
Complex c; //c用无参构造函数初始化
Complex* p = new Complex; //对象*p用无参构造函数初始化
②自己编写构造函数
class Complex {
private:
double real, imag;
public:
Complex(double r, double i = ); //第二个参数的默认值为0
};
Complex::Complex(double r, double i)
{
real = r;
imag = i;
}
以下语句有些能通过编译,有些则不行:
Complex c1; //错,Complex类没有无参构造函数(默认构造函数)
Complex* pc = new Complex; //错,Complex类没有默认构造函数
Complex c2(); //正确,相当于Complex c2(2,0)
Complex c3(, ), c4(, ); //正确
Complex* pc2 = new Complex(, );//正确
③有多个构造函数
class Complex {
private:
double real, imag;
public:
Complex(double r);
Complex(double r, double i);
Complex(Complex c1, Complex c2);
};
Complex::Complex(double r) //构造函数1
{
real = r;
imag = ;
}
Complex::Complex(double r, double i) //构造函数2
{
real = r;
imag = i;
}
Complex::Complex(Complex c1, Complex c2)//构造函数3
{
real = c1.real + c2.real;
imag = c1.imag + c2.imag;
}
int main()
{
Complex c1(), c2(, ), c3(c1, c2), c4 = ;
return 0;
}
c1用构造函数1,初始化结果是:c1.real=3,c1.imag=0(或c1={3,0})
c2用构造函数2,初始化结果是:c2.real=1,c2.imag=2(或c1={1,2})
c3用构造函数3,初始化结果是:c3.real=4,c3.imag=2(或c1={4,2})
c4用构造函数4,初始化结果是:c4.real=7,c4.imag=0(或c1={7,0})
(2)作用
对对象进行初始化,如给成员变量赋初值
(3)为什么需要构造函数
① 构造函数执行必要的初始化工作,有了构造函数,就不 必专门再写初始化函数,也不用担心忘记调用初始化函数。
② 有时对象没被初始化就使用,会导致程序出错。
2、构造函数在数组中的使用
程序示例分析:
(1)
1.#include<iostream>
2.using namespace std;
3.class CSample {
4.public:
5. CSample()//构造函数1{
6. cout << "Constructor 1 Called" << endl;
7. }
8. CSample()//构造函数2{
9. cout << "Constructor 2 Called" << endl;
10. }
11.};
12.int main(){
13. CSample array1[];
14. cout << "step1" << endl;
15. CSample array2[] = { , };
16. cout << "step2" << endl;
17. CSample array3[] = { };
18. cout << "step3" << endl;
19. CSample* array4 = new CSample[];
20. delete[]array4;
21. return ;
22.}
输出结果:
Constructor Called
Constructor Called
step1
Constructor Called
Constructor Called
step2
Constructor Called
Constructor Called
step3
Constructor Called
Constructor Called
分析:
第13行的array1数组中的两个元素没有明确指明如何初始化,要用无参构造函数初始化,因此输出两行Constructor 1 Called
第15行的array2数组进行了初始化,初始化列表{4,5}可以看作用来初始化两个数组元素的参数,所以array2[0]以4为参数,调用构造函数2进行初始化;array2[1]以5为参数,调用构造函数2进行初始化。这导致输出两行Constructor 2 Called
第17行的array3只指出了array3[0]的初始化方式,没有指出array3[1]的初始化方式,因此它们分别用构造函数2和构造函数1进行初始化
第19行动态分配了一个CSample数组,其中有两个元素,没有指出和参数有关信息,因此两个元素都用无参构造函数初始化
(2)在构造函数有多个参数时,数组的初始化列表中要显示包含对构造函数的调用
class CTest {
public:
CTest(int n){} //构造函数1
CTest(int n, int m) {} //构造函数2
CTest(){} //构造函数3
};
int main() {
CTest array1[] = { ,CTest(,) }; //三个元素分别用构造函数1,2,3初始化
CTest array2[] = { CTest(,),CTest(,), }; //三个元素分别用构造函数2,2,1初始化
CTest* pArray[] = { new CTest(),new CTest(,) };//两个元素指向的对象分别用构造函数1,2初始化
return ;
}
3、复制构造函数的概念
只有一个参数,即对同类对象的引用。
形如 X::X( X& )或X::X(const X &), 二者选一 ,后者能以常量对象作为参数,适用范围更广一些
如果没有定义复制构造函数,那么编译器生成默认复制构造函数。默认的复制构造函数完成复制功能。
注意:不允许有形如 X::X( X )的构造函数
程序示例分析:
(1)默认复制构造函数
#include<iostream>
using namespace std;
class Complex
{
public:
double real, imag;
Complex(double r, double i) {
real = r;
imag = i;
}
};
int main() {
Complex c1(, );
Complex c2(c1); //用复制构造函数初始化c2
cout << c2.real << "," << c2.imag; //输出1,2
return ;
}
(2)非默认复制构造函数
#include<iostream>
using namespace std;
class Complex
{
public:
double real, imag;
Complex(double r, double i) {
real = r;
imag = i;
}
Complex(const Complex& c) //复制默认构造函数
{
real = c.real;
imag = c.imag;
cout << "Copy Constructor called" << endl;
}
};
int main() {
Complex c1(, );
Complex c2(c1); //调用复制构造函数
cout << c2.real << "," << c2.imag;
return ;
}
4、复制构造函数被调用(起作用)的三种情况
①当用一个对象去初始化同类的另一个对象时。
Complex c2(c1);
Complex c2=c1;
这两条语句是等价的。第二条语句是初始化语句,不是赋值语句。
赋值语句的等号左边是一个早已有定义的变量,赋值语句不会引发复制构造函数的调用
Complex c1,c2;
c1=c2;
②如果某函数有一个参数是类A 的对象, 那么该函数被调用时,类A的复制构造函数将被调用。
换句话说,作为形参的对象,是用复制构造函数初始化的,而且调用复制构造函数时的参数,就是调用函数时所给的实参。
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
A() {};
A(A& a) //复制构造函数
{
cout << "Copy constructor called" << endl;
}
};
void Func(A a){}
int main() {
A a;
Func(a);
return ;
}
以对象作为函数的形参,在函数被调用时,生成的形参要用复制构造函数初始化,这会带来时间上的开销。如果用对象的引用而不是对象作为形参,就没有这个问题了。但是以引用作为形参有一定的风险,因为这种情况下如果形参的值发生改变,实参的值也会跟着改变。如果要确保实参的值不会改变,又希望避免复制构造函数带来的开销,解决办法就是将形参声明为对象的const引用。
void Function(const Complex &c)
{
···
}
③如果函数的返回值是类A的对象时,则函数返回时, A的复制构造函数被调用
换言之,作为函数返回值的对象是用复制构造函数初始化的,而调用复制构造函数是的实参,就是return语句所返回的对象。
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
int v;
A(int n) { v = n; };
A(const A& a) {
v = a.v;
cout << "Copy constructor called" << endl;
}
A() {};
A(A& a) //复制构造函数
{
cout << "Copy constructor called" << endl;
}
};
A Func() {
A a();
return a;
}
int main() {
cout << Func().v << endl;
return ;
}
5、常量引用参数的使用
void fun(CMyclass obj_)
{
cout << "fun" << endl;
}
这样的函数,调用时生成形参会引发复制构造函数调用,开销比较大。
所以可以考虑使用 CMyclass & 引用类型作为参数。
如果希望确保实参的值在函数中不应被改变,那么可以加上const 关键字
void fun(const CMyclass &obj)
{
//函数中任何试图改变obj值的语句都将是变成非法
}
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