类的函数成员（一）：普通构造函数

一 .概述

数据成员多为私有的，要对它们进行初始化，必须用一个公有函数来进行。同时这个函数应该在且仅在定义对象时自动执行一次。这个函数称为构造函数（constructor）。

构造函数的特点如表1所示。

序号	特征项	描述
1	函数名	与类的名字相同。
2	返回类型	（1）没有返回类型说明，且不能写为void，必须不写。（2）它实质会返回所创建的对象。
3	调用	当新的对象被建立，该对象所属的类的构造函数自动被调用，且只能调用一次.
4	重载	可以重载，即允许有多个构造函数，它们由不同的参数表区分，系统在自动调用时按一般函数重载的规则选一个执行。
5	缺省构造函数	（1）如果类说明中没有给出构造函数，则 C++编译器自动给出一个缺省的构造函数。（1）只要构造函数是无参的或者只要各参数均有缺省值的，C++编译器都认为是缺省的构造函数。（2）缺省的构造函数只能有一个。（3）只要我们定义了一个构造函数，系统就不会自动生成缺省的构造函数。
[表1 构造函数的特点]

二.构造函数的定义

2.1 类中没给出构造函数

如果类说明中没有给出构造函数，则 C++编译器自动给出一个缺省的构造函数。代码如下：

cpp 复制代码

#include <iostream>

class CStudent 
{
public:
	void set_age(int age);
private:
	int age;	
};

int main(int argc, char** argv) 
{
	CStudent stu;
	
	return 0;
}

2.2 类中给出了构造函数

如果类中已给出了构造函数，则 C++编译器不会再自动生成一个缺省的构造函数。

类中给出的构造函数可分为两类：

（1）缺省构造函数。

（2）非缺省构造函数。

2.2.1 缺省构造函数

只要构造函数是无参的或者只要各参数均有缺省值的，C++编译器都认为是缺省的构造函数。

缺省的构造函数只能有一个。

如下图所示，编译器会报错。

上图中，定义了如下两个缺省函数，导致无法重载：

cpp 复制代码

	CStudent();
	CStudent(int age = 10);

注意，如下两种写法的区别：

cpp 复制代码

CStudent stu();//声明一个函数
CStudent stu;//实例化一个对象

2.2.2 非缺省构造函数

非缺省构造函数代码示例如下。可以有多个非缺省构造函数。

cpp 复制代码

#include <iostream>

using namespace std;

class CStudent 
{
public:	 
	CStudent(int age);
	
	void set_age(int age);
private:
	int age;	
};

CStudent::CStudent(int age)
{
	this->age = age;
	cout<<"constructor: age "<<age<<endl;
}

void CStudent::set_age(int age)
{
	this->age = age;
}


int main(int argc, char** argv) 
{
	CStudent stu(10);
	
	return 0;
}

三.构造函数的作用

3.1 构造对象

在程序运行时，当新的对象被建立，该对象所属的类的构造函数自动被调用，在该对象生存期中也只调用这一次。

"构造"即是构造出对象，所以必须调用构造函数才能创建出对象。

如下图所示。实例化对象时，会调用构造函数。

3.2 初始化对象

在构造函数中，我们可以进行数据成员的初始化操作。

3.3 类型转换

不同类型不能直接赋值，须通过一个临时变量进行转换，默认是隐式转换。

3.3.1 普通变量

3.3.3.1 调试分析

下面以float型变量赋值给int变量为例，分析赋值过程的汇编代码。

Intel的SSE汇编指令说明：

cpp 复制代码

CVTTSS2SI -- 取出一个32位的浮点值，并截断为一个64位的整型

调试如下图所示。

变量的定义和赋值语句对应的汇编代码及注释如下：

cpp 复制代码

   0x00000000004015a8 <+20>:	movl   $0x0,-0x4(%rbp)        //将堆栈偏移为4的位置空间分配a变量，并初始化为0
   0x00000000004015af <+27>:	mov    0x86a5f(%rip),%eax     //读取浮点值到eax寄存器中
   0x00000000004015b5 <+33>:	mov    %eax,-0x8(%rbp)		  //将堆栈偏移为8的位置空间分配f变量，并初始化为eax的值，即10.2	
   0x00000000004015b8 <+36>:	mov    -0x8(%rbp),%eax        //读取f变量的值到eax寄存器中
   0x00000000004015bb <+39>:	mov    %eax,-0x14(%rbp)       //将堆栈偏移为14的位置空间分配一个临时变量，并将eax的值赋给它
   0x00000000004015be <+42>:	cvttss2si -0x14(%rbp),%eax    //从临时变量值中取出一个32位的浮点值，并截断为一个64位的整型，赋给eax
   0x00000000004015c3 <+47>:	mov    %eax,-0x4(%rbp)        //将eax的值赋给变量a

3.3.3.2 结论

不同类型的变量赋值，是通过一个临时变量进行转换，再由同类型的临时变量赋值。如下图所示。

3.3.2 对象

3.3.2.1 隐式转换

将一个常量赋值给对象stu:

cpp 复制代码

CStudent stu(10);
stu = 16;

执行结果如下图。

可看到调用了两次构造函数。说明赋值时产生了临时对象。编译器发现CStudent对象有构造方法接收整型常量10，因此会自动构造一个临时对象，然后赋值给stu。这里做了隐式转换。

3.3.2.2 显式转换

若构造函数使用了explicit显式声明，则在赋值时，需进行显式转换。代码如下：

cpp 复制代码

#include <iostream>

using namespace std;

class CStudent 
{
public:	 
	explicit CStudent(int age);
	
	void set_age(int age);
private:
	int age;	
};

CStudent::CStudent(int age)
{
	this->age = age;
	cout<<"constructor: age "<<age<<endl;
}

void CStudent::set_age(int age)
{
	this->age = age;
}


int main(int argc, char** argv) 
{	
	
	CStudent stu(10);
	
	stu = (CStudent)16;
	
	return 0;
}