C++学习（9）—— 对象的初始化及清理

1. 构造函数和析构函数

对象的初始化和清理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

​ 同样的使用完一个对象或者变量，没有及时清理，也会造成一些安全问题

 

C++利用了构造函数和析构函数解决上述问题，这两个函数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求我们做的事情，因此如果我们不提供构造和析构，编译器会提供。编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。

• 构造函数：主要作用于创建对象时为对象的成员属性赋值，构造函数由编译器自动调用，无须手动调用。
• 析构函数：主要作用在于对象销毁前系统自动调用，执行一些清理工作。

 

构造函数语法：类名（）{}

1. 构造函数，没有返回值也不写void
2. 函数名称与类名相同
3. 构造函数可以有参数，因此可以发生重载
4. 程序在调用对象时会自动调用构造，无须手动调用，而且只会调用一次

 

析构函数语法：~类名（）{}

1. 析构函数，没有返回值也不写void
2. 函数名称与类名相同，在名称前加上符号~
3. 构造函数不可以有参数，因此不可以发生重载
4. 程序在对象销毁前会自动调用构造，无须手动调用，而且只会调用一次

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Person{
    //1.1构造函数
public:
    Person(){
        cout << "构造函数调用" << endl;
    }
    ~Person(){
        cout << "析构函数调用" << endl;
    }
};

void test01(){
    Person p;
}

int main(){

    //test01();
    Person p;

    system("pause");

    return 0;
}

 

2. 构造函数的分类及调用

两种分类方式：

• 按参数分为：有参构造和无参构造
• 按类型分类：普通构造和拷贝构造

三种调用方式：

• 括号法
• 显式法
• 隐式转换法

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Person{
    //1.1构造函数
public:
    int age; 

    Person(){
        cout << "无参（默认）构造函数调用" << endl;
    }
    Person(int a){
        age = a;
        cout << "有参构造函数调用" << endl;
    }
    Person(const Person &p){
        age = p.age;
        cout << "拷贝构造函数调用" << endl;
    }

    ~Person(){
        cout << "析构函数调用" << endl;
    }
};

//调用
void test01(){
    /*****括号法*****/
    Person p1;  //默认构造函数的调用
    Person p2(10);  //有参构造函数调用
    Person p3(p2);  //拷贝构造函数调用

    //注意事项1
    //调用默认构造函数时，不要加（）
    Person p4(); //编译器会认为这是一个函数的声明

    /*****显式法*****/
    Person p1;
    Person p2 = Person(10);
    Person p3 = Person(p2);
    //Person(10)  匿名对象，特点：当前行执行结束后，系统会立即回收掉匿名对象

    //注意事项2
    //不要利用拷贝构造函数初始化匿名对象
    Person(p3);  //编译器会认为Person(p3) == Person p3;

    /*****隐式构造法*****/
    Person p4 = 10; //相当于 Person p4 = Person(10);
    Person p5 = p4; //相当于 Person p5 = p4;
}

int main(){

    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

 

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
• 值传递的方式给函数参数传值
• 以值方式返回局部对象

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Person{
    //1.1构造函数
public:
    int m_age; 

    Person(){
        cout << "默认构造函数调用" << endl;
    }
    Person(int age){
        m_age = age;
        cout << "有参构造函数调用" << endl;
    }
    //拷贝构造函数
    Person(const Person &p){
        m_age = p.m_age;
        cout << "拷贝构造函数调用" << endl;
    }

    ~Person(){
        cout << "析构函数调用" << endl;
    }
};

//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 p1(20);
    Person p2(p1);
    cout << "p2的年龄为：" << p2.m_age << endl;
}

//2. 值传递的方式给函数参数传值
void test02(Person p){
}

//3. 值方式返回局部对象
Person doWork02(){
    Person p1;
    return p1;
}
void test03(){
    Person p = doWork02();
}

int main(){
    //Person p;
    //test01();
    test03();

    system("pause");

    return 0;
}

 

4. 构造函数的调用规则

默认情况下，C++编译器至少给一个类添加三个函数：

1. 默认构造函数（无参，函数体为空）
2. 默认析构函数（无参，函数体为空）
3. 默认拷贝构造函数，对属性值进行拷贝(不是空函数体)

构造函数调用规则如下：

• 如果用户定义有参构造函数，C++不再提供无参构造，但是会提供默认拷贝
• 如果用户定义拷贝构造函数，C++不会再提供其他构造函数

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Person{
public:
    Person(){
        cout << "默认构造函数调用" << endl;
    }
    Person(int age){
        m_age = age;
        cout << "有参构造函数调用" << endl;
    }
    //拷贝构造函数
    /*Person(const Person &p){
        m_age = p.m_age;
        cout << "拷贝构造函数调用" << endl;
    }*/
    ~Person(){
        cout << "析构函数调用" << endl;
    }
    int m_age;
};

void test01(){
    Person p;
    p.m_age = 18;
    Person p2(p);
    cout << "p2的年龄为：" << p2.m_age << endl;
}

void test02(){
    Person p;
}

int main(){

    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

 

5. 深拷贝与浅拷贝

深浅拷贝是面试经典问题，也是常见的一个坑

浅拷贝：简单的赋值拷贝操作

深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

• 浅拷贝带来的问题就是堆区的重复释放
• 解决办法是自己实现拷贝构造函数

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Person{
public:
    Person(){
        cout << "默认构造函数调用" << endl;
    }
    Person(int age, int height){
        m_age = age;
        m_height = new int(height);
        cout << "有参构造函数调用" << endl;
    }
    //自己实现拷贝构造函数，解决浅拷贝带来的问题
    Person(const Person &p){
        cout << "拷贝构造函数调用" << endl;
        m_age = p.m_age;
        //m_height = p.m_height; 编译器默认实现就是这行代码
        m_height = new int(*p.m_height);
    }
    ~Person(){
        if (m_height != NULL){
            delete m_height;
            m_height = NULL;
        }
        cout << "析构函数调用" << endl;
    }

    int m_age;
    int *m_height;
};

void test01(){
    Person p1(18,160);
    cout << "p1的年龄为：" << p1.m_age << "  身高为：" << *p1.m_height << endl;
    Person p2(p1);
    cout << "p2的年龄为：" << p2.m_age << "  身高为：" << *p2.m_height << endl;
}

int main(){
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

 

6. 初始化列表

作用：C++提供了初始化列表语法，用来初始化属性

语法：构造函数():属性(值1)属性(值2)...{}

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Person{
public:
    /*Person(int a, int b, int c){
        m_A = a;
        m_B = b;
        m_C = c;
    }*/
    //初始化列表初始化属性
    Person(int a, int b, int c):m_A(a),m_B(b),m_C(c){
    }
    int m_A;
    int m_B;
    int m_C;

};

void test01(){
    //Person p(10,20,30);
    Person p(30,20,10);
    cout << "m_A: " << p.m_A << endl;
    cout << "m_B: " << p.m_B << endl;
    cout << "m_C: " << p.m_C << endl;

}

int main(){
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

 

7. 类对象作为类成员

C++类中的成员可以是另一个类的对象，我们称该成员为对象成员

例如：

class A{}
class B{
	A a;
}

B类中有对象A作为成员，A为对象成员

那么当创建B对象时，A与B的构造和析构的顺序是谁先谁后呢？

• 当其他类对象作为本类成员，构造时候先构造类对象，再构造自身
• 析构的顺序与构造相反

 

8. 静态成员

静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static，称为静态成员

静态成员分成：

• 静态成员变量
  • 所有对象共享同一份数据
  • 在编译阶段分配内存
  • 类内声明，类外初始化
• 静态成员函数
  • 所有对象共享一个函数
  • 静态成员函数只能访问静态成员变量

示例1：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Person{
public:
    static int m_A; //静态成员变量

    //静态成员变量特点：
    //1.在编译阶段分配内存
    //2.类内声明，类外初始化
    //3.所有对象共享同一份数据

private:
    static int m_B;  //静态成员变量也是有访问权限的
}；
int Person::m_A = 10;
int Person::m_B = 20;

void test01(){
    //静态成员变量两种访问方式
    //1.通过对象
    Person p1;
    p1.m_A = 100;
    cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;

    Person p2;
    p2.m_A = 200;
    cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;  //共享同一份数据
    cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;

    //2.通过类名
    cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;

    //cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; //私有权限访问不到
}

int main(){
    test01();
    return 0;
}

示例2：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Person{
public:
    static void func(){
        m_A = 100;
        // m_B = 200;  静态成员函数不可以访问非静态程序变量，无法区分是哪个对象的m_B属性
        cout << "static void func调用" << endl;
    }
    static int m_A;
    int m_B;
};

int Person::m_A = 0;

void test01(){
    //1. 通过对象访问
    Person p;
    p.func();
    //2. 通过类名访问
    Person::func();
}

int main(){
    test01();
    return 0;
}