Re:从零开始学C++（五）类和对象·第二篇：构造函数与析构函数

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0.1概述&前言

从本文会开始，此方会为大家带来类的默认成员函数 的内容。该方面是C/C++类和对象篇章最难以理解的部分 ，构造函数和析构函数分别取代了C语言的Init函数和destory函数 ，大大提升了运行效率。默认成员函数的学习将为后续内容打下深厚的基础，本文讲解深入骨髓，细节无微不至，希望看完后能让你对这两者有深入的认识。

一，类的默认成员函数

定义：

默认成员函数就是用户没有显式实现 ，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：

需要注意的是这6个中最重要的是前4个。 最后两个取地址重载不重要 ，我们稍微了解一下即可。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，**这个我们后面再讲解。默认成员函数很重要，也比较复杂，我们要从两个方面去学习：

第一：我们不写时，编译器默认生成的函数行为是什么，是否满足我们的需求。
第二：编译器默认生成的函数不满足我们的需求，我们需要自己实现，那么如何自己实现？

二，构造函数

2.1构造函数的定义

构造函数是特殊的成员函数

2.1.1构造函数的主要任务：

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。

2.1.2构造函数的本质：

构造函数的本质是要替代我们以前写的Init函数的功能，构造函数自动调用的特点就完美的替代了Init。

2.2特性与创建

2.2.1构造函数的特性

函数名与类名相同。

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）

构造函数可以重载。

2.2.2构造函数的创建

cpp 复制代码

class Date
{
public:
      Date ()
     {
        _year=0;
        _month=0;
        _day=0;
     }
      Date (int year,int month,int day)
     {
        _year=year;
        _month=month;
        _day=day;
     }
private:
   int _year;
   int _month;
   int _day;
}

在类Date中创建了一个构造函数Date，构造函数的名称和类的名称一致。
构造函数Date没有返回类型也没有返回值。
构造函数Date（）和Date (int year,int month,int day)构成重载。

2.3构造函数的调用

对象实例化的时候，构造函数会自动调用对应的构造函数

1，调用无参数的构造函数，直接创建Date类的时候自动调用了构造函数。

2，调用有参的构造函数后面要加括号。和传递的参数值。

2.3.1以上面的的类举例

cpp 复制代码

int mian()
{
    Date d1;
    Date d2(2025,12,21);
    return 0;
}

Date 类型实例化一个对象d1。此时自动调用第一个无参构造函数。
Date类型实例化一个对象d2.此时实自动传递擦参数2025、12、21.调用第二个构造函数。

Tips：无参数构造函数的调用不可以在后面加括号，原因：为了防止与函数声明产生歧义。

cpp 复制代码

Date Func();

2.4默认构造函数

2.4.1全缺省构造函数

cpp 复制代码

Date (int year=2025,int month=2,int day=20)
{
     _year=year;
     _month=month;
     _day=day;
}

全缺省构造函数的调用不需要括号。
全缺省构造函数不能和无参构造函数同时存在，会产生调用歧义。
全缺省构造函数的使用一定程度上取代了上面的两个构造函数。

2.4.2自动生成默认构造函数

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，一旦用户显式定义编译器将不再生成。

定义：

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。

Tips：常见错误写法与报错类型：

cpp 复制代码

 Date (int year,int month,int day)
     {
        _year=year;
        _month=month;
        _day=day;
     }
//省略class等代码
int main()
{
     Date d1;
     return 0;
}

手动添加了一个非默认构造函数，**防止了编译器自动生成默认构造函数。**引发报错：

总结一下： 不传递实参的构造函数就是默认构造函数。（这个概念特别容易混淆。）

2.5构造函数对不同的类型

说明：

C++把类型分成内置类型和自定义类型 。内置类型就是语言提供的原生数据类型 ，如：int/char/double/指针等，自定义类型就是我们使用class/struct等关键字自己定义的类型。

2.5.1对内置类型

先说结论：

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。**也就是说是否初始化是不确定的，看编译器。（实际上这里很乱。C++标准没有规定）

早期的编译器是都不初始化的（也就是对内置类型的成员，生成的是一个随机值）
后期的编译器有些会初始化，或者在有些场景下会初始化。

既然如此，为了提升代码的可移植性：我们都把他们当成内置类型不处理的情况。

**测试：VS2019，VS2022：**其他编译器也可以尝试一下。

2.5.2对自定义类型

先说结论：

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。

举例：这里有一个栈

cpp 复制代码

class Stack{
public:
    Stack(int n = 4){
        _a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
        _capacity = n;
        _top = 0;
    }    // ...
private:
    STDataType* _a;
    size_t _capacity;
    size_t _top;
};

双栈实现队列：

cpp 复制代码

class MyQueue{// 两个Stack实现队列
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 main(){
    MyQueue mq;
    return 0;
}

这里就不需要显示的写MyQueue的构造函数，创建mq对象时对 pushst和popst先后调用Stack的构造函数。实现初始化：

如果stack的构造函数不存在，则会报错 ：现在我们没办法解决这个问题，在后面的文章中再讲：初始化列表。

2.5.3混合特殊情况

这里让内置类型和自定义类型混合 ，初始化了内置类型。这是C++标准和编译器的问题。所以这个size是一个大坑，因为C++标准没有规定，有的编译器不会处理，问题就大了。因此size的初始化构造函数得自己写。

2.6总结

大多数情况下，构造函数都要我们自己写，少数情况下，类似Myqueue，构造函数会自动调用。

二，析构函数

2.1析构函数定义

析构函数与构造函数功能相反，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（声明周期结束）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。

2.1.1为什么析构函数不是完成对对象本身的销毁

对象存在栈帧，函数结束栈帧销毁并释放

cpp 复制代码

int main()
{
    Myqueue mq;
    Stack ST;
    return 0;
}

对象本身的空间在main函数的栈帧 里面。main结束后栈帧一块儿销毁，所以对象本身的空间的释放和销毁不是析构函数完成的。

2.1.2没有空间申请的类不需要析构函数

如日期类：

cpp 复制代码

class Date
{
public:
   //.....................
private:
   int _year;
   int _month;
   int _day;
}

成员变量都是内置类型，不需要手写析构函数，同时编译器自动生成的析构函数也没什么用。

2.2析构函数的创建

在构造函数的前面加上"~"："~"在C语言中是按位取反，有"与构造函数相反"的意味。
无参数无返回值。（也不需要void）

2.2.1以栈举例

cpp 复制代码

int main()
{
     Stack st1;
     Stack st2;
     return 0;
}

cpp 复制代码

~Stack()
{
   free(_a);
   _a=nullptr;
   _top=_capacity=0;
}

2.3析构函数的特性

相对于destory，最大的特性：自动

对象声明周期结束，系统会自动调用默认的析构函数。
有资源申请的类需要写析构函数。
有多个对象需要析构的时候后创建的先析构。因为栈帧后进先出。

2.3.1以上面的栈类型析构举例

cpp 复制代码

~Stack()
{
   free(_a);
   _a=nullptr;
   _top=_capacity=0;
}

执行到达return语句，声明周期结束，开始调用析构函数。析构函数先后调用两次，为st2和st1析构。

调试结果：

Tips：调试技巧，在类里面想要看成员变量，可以直接输入this。

2.4编译器的默认操作

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。默认生成的析构函数不会管内置类型。
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 （如果没有找到会报错）。

2.5对自定义类型的特殊规定

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。

cpp 复制代码

// 两个Stack实现队列
class MyQueue
{
public:
    ~MyQueue()
    {
    free(str);
    str=nullptr;
    }
private:
    Stack pushst;
    Stack popst;
    int *str;
}

首先，编译器会去调用析构函数 ~MyQueue() 。（调用 ~MyQueue()并不是因为有str指针)然后再会去调用栈类型的析构函数。

所以对于自定义类型的成员，不写也好，写也好，他都会去调用这个自定义成员的自己的析构函数。目的是防止内存泄漏。

2.4总结

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。