C++类和对象(2)

XiaoCCCcCCccCcccC2024-08-21 21:00

目录

1.类的默认成员函数

2.构造函数

2.1构造函数的特点

2.2初始化列表

2.2.1初始化列表总结

3.析构函数

3.1析构函数的特点

1.类的默认成员函数

默认成员函数就是⽤⼾没有显式实现，编译器会⾃动⽣成的成员函数称为默认成员函数。 ⼀个类，我们不写的情况下编译器会默认⽣成以下6个默认成员函数，重要的是前4个，最后两个取地址重载不重要。其次就是C++11以后还会增加两个默认成员函数，移动构造和移动赋值。

2.构造函数

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(我们常使⽤的局部对象是栈帧创建时，空间就开好了)，⽽是对象实例化时初始化对象。构造函数的本质是替代Init函数的功能，构造函数⾃动调⽤的特点就完美的替代的了Init。

2.1构造函数的特点

(1)函数名与类名相同。

(2)无返回值。(返回值啥都不需要给，也不需要写void，不要纠结，C++规定如此)

(3)构造函数可以重载。

cpp 复制代码 
class Date
{
	Date()
	{
		//...
	}

	Date(int a)
	{
		//...
	}

};

(4) 对象实例化时系统会⾃动调⽤对应的构造函数。

(5)如果类中没有显式定义构造函数，则C++编译器会⾃动⽣成⼀个⽆参的默认构造函数，⼀旦⽤⼾显式定义编译器将不再⽣成。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
	Date()
	{
		_year = 1900;
		_month = 1;
		_day = 1;
	}

	Date(int a)
	{
		//...
	}

	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1;    //实例化时自动调用构造函数，通过调试可以看到
	d1.Print();

}

(6)⽆参构造函数、全缺省构造函数、我们不写构造时编译器默认⽣成的构造函数，都叫做默认构造函数。但是这三个函数有且只有⼀个存在，不能同时存在。 ⽆参构造函数和全缺省构造函数虽然构成函数重载，但是调⽤时会存在歧义。总结⼀下就是不传实参就可以调⽤的构造就叫默认构造。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
	//1.无参构造函数
	Date()
	{
		_year = 1;
		_month = 1;
		_day = 1;
	}

	//2.带参构造函数
	Date(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	//3.全缺省构造函数
	//Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	//{
	//	_year = year;
	//	_month = month;
	//	_day = day;
	//}

	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{

//通过无参构造函数创建对象时，对象后面不用跟括号，否则编译器无法区分这里是函数声明还是实例
//化
	Date d1;
	d1.Print();

	Date d2(2024, 7, 10); //带参构造函数
	d2.Print();
	return 0;
}

(7)我们不写，编译器默认⽣成的构造，对内置类型成员变量的初始化没有要求，也就是说是是否初始化是不确定的，看编译器。对于⾃定义类型成员变量，要求调⽤这个成员变量的默认构造函数初始化。如果这个成员变量，没有默认构造函数，那么就会报错，我们要初始化这个成员变量，需要⽤初始化列表才能解决。

cpp 复制代码 
#include<iostream>
using namespace std;

typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
	Stack(int n = 4)
	{
		_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
		if (nullptr == _a)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_capacity = n;
		_top = 0;
	}
	// ...
private:
	STDataType* _a;
	size_t _capacity;
	size_t _top;
};

class Date
{
public:
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

//两个Stack实现队列
class MyQueue
{
public:
	//编译器默认⽣成MyQueue的构造函数调⽤了Stack的构造，完成了两个成员的初始化
private:
	Stack pushst;
	Stack popst;
	int size;
};

int main()
{
	Date d1;
	d1.Print();
	//这时的内置类型也初始化了，所以说类值类型的初始化是不确定的，为了正确性，这里的构造函
    //数还是需要自己写
	MyQueue mq;
	return 0;
}

2.2初始化列表

(1)之前我们实现构造函数时，初始化成员变量主要使⽤函数体内赋值，构造函数初始化还有⼀种⽅式，就是初始化列表，初始化列表的使⽤⽅式是以⼀个冒号开始，接着是⼀个以逗号分隔的数据成员列表，每个"成员变量"后⾯跟⼀个放在括号中的初始值或表达式。

(2)每个成员变量在初始化列表中只能出现一次，语法理解上初始化列表可以认为是每个成员变量定义初始化的地方。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

class Time
{
public:
	Time(int hour) //该函数是构造函数，不是默认构造函数
		:_hour(hour)
	{
		cout << "Time()" << endl;
	}
private:
	int _hour;
};

int main()
{
	Time t1(4);
}

(3)引⽤成员变量，const成员变量，没有默认构造的类类型变量，必须放在初始化列表位置进⾏初始化，否则会编译报错。

cpp 复制代码 
class Date
{
public:
	Date(int& x, int year = 1, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
		, _t(12)
		, _ref(x)
		, _n(1)
	{
		//_month = 12;
        //如果写在构造函数体内则会报下列错误
		//error C2512: "Time": 没有合适的默认构造函数可⽤
		//error C2530 : "Date::_ref" : 必须初始化引⽤
		//error C2789 : "Date::_n" : 必须初始化常量限定类型的对象
	}

	void Print() const
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	Time _t; // 没有默认构造
	int& _ref; // 引⽤
	const int _n; // const
};

(4) C++11⽀持在成员变量声明的位置给缺省值，这个缺省值主要是给没有显⽰在初始化列表初始化的成员使⽤的。

cpp 复制代码 
#include<iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:
	Time(int hour)
		:_hour(hour)
	{
		cout << "Time()" << endl;
	}
private:
	int _hour;
};
class Date
{
public:
	Date()
		:_month(2)
		,_day(10)
	{
		cout << "Date()" << endl;
	}
	void Print() const
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	// 注意这⾥不是初始化，这⾥给的是缺省值，这个缺省值是给初始化列表的
	// 如果初始化列表没有显式6初始化，默认就会⽤这个缺省值初始化
	int _year = 1;
	int _month = 1;
	int _day = 5;
	Time _t = 1;
	const int _n = 1;
	int* _ptr = (int*)malloc(12);
};
int main()
{
	Date d1;
	d1.Print();
	return 0;
}

(5)尽量使⽤初始化列表初始化，因为那些你不在初始化列表初始化的成员也会⾛初始化列表，如果这个成员在声明位置给了缺省值，初始化列表会⽤这个缺省值初始化。如果你没有给缺省值，对于没有显⽰在初始化列表初始化的内置类型成员是否初始化取决于编译器，C++并没有规定。对于没有显⽰在初始化列表初始化的⾃定义类型成员会调⽤这个成员类型的默认构造函数，如果没有默认构造会编译错误。

(6)初始化列表中按照成员变量在类中声明顺序进⾏初始化，跟成员在初始化列表出现的的先后顺序⽆关。建议声明顺序和初始化列表顺序保持⼀致。

cpp 复制代码 
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	A(int a)
		:_a1(a)
		, _a2(_a1)
	{}
	void Print() {
		cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
	}
private:
	int _a2 = 2;
	int _a1 = 2;
	//没有在初始化列表中的变量才用缺省值
};
int main()
{
	A aa(1);
	aa.Print();
}

这段代码中，声明处是先声明_a2后声明_a1,所以初始化列表也是按照这个顺序来进行初始化，所以当_a2初始化时_a1还是随机值，_a2初始化完之后初始话_a1为1，所以最后的输出为：

注： 写在下面构造函数的函数体内，则按代码顺序进行，与声明顺序无关。

2.2.1初始化列表总结

⽆论是否显⽰写初始化列表，每个构造函数都有初始化列表；

⽆论是否在初始化列表显⽰初始化，每个成员变量都要⾛初始化列表初始化；

3.析构函数

析构函数不是完成对对象本身的销毁，C++规定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释放工作。析构函数的功能类⽐我们之前Stack实现的Destroy功能，⽽像Date没有Destroy，其实就是没有资源需要释放，所以严格说Date是不需要析构函数的。

3.1析构函数的特点

(1)析构函数名是在类名前加上字符 ~。

(2)⽆参数⽆返回值。 (这⾥跟构造类似，也不需要加void)

(3)**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。

(4)对象⽣命周期结束时，系统会⾃动调⽤析构函数。

(5)跟构造函数类似，我们不写编译器⾃动⽣成的析构函数对内置类型成员不做处理，⾃定类型成员会调⽤他的析构函数。

(6)还需要注意的是我们显⽰写析构函数，对于⾃定义类型成员也会调⽤他的析构，也就是说⾃定义类型成员⽆论什么情况都会⾃动调⽤析构函数。

(7)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，如Date；如果默认⽣成的析构就可以⽤，也就不需要显⽰写析构，如MyQueue；但是有资源申请时，⼀定要⾃⼰写析构，否则会造成资源泄漏，如Stack。

cpp 复制代码 
#include<iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
	Stack(int n = 4)
	{
		_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
		if (nullptr == _a)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_capacity = n;
		_top = 0;
	}
	//无参数无返回值，一个类只有一个析构函数，不能重载，对象生命周期结束时，自动调用
	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		free(_a);
		_a = nullptr;
		_top = _capacity = 0;
	}
private:
	STDataType* _a;
	size_t _capacity;
	size_t _top;
};

// 两个Stack实现队列
class MyQueue
{
public:
	//编译器默认⽣成MyQueue的析构函数调⽤了Stack的析构，释放的Stack内部的资源
	// 显⽰写析构，也会⾃动调⽤Stack的析构
	//自定义类型的析构不用管，编译器会自动调用其自定义类型的析构函数
/*~MyQueue()
{}*/
private:
	Stack pushst;
	Stack popst;
};
int main()
{
	Stack st;
	MyQueue mq;
	return 0;
}

注：构造函数中涉及到动态内存开辟的函数时，一般来说就需要自己写析构函数。

(8 )⼀个局部域的多个对象**，C++规定后定义的先析构。**

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