首页 > > 程序设计 > C/C++ >

对象的构造与析构（一）

2019-09-17 09:56:08来源：博客园阅读 ()

对象的构造与析构（一）

1. 构造函数的定义
2. 构造函数的重载
3. 两个特殊的构造函数
4. 初始化列表的使用

1. 构造函数的定义

从程序设计的角度，类的对象只是变量，在栈上和堆上创建对象时，成员变量初始为随机值；创建全局对象时，成员变量初始为0值。

C++中可以定义与类名相同的特殊成员函数，叫做构造函数

构造函数没有任何返回类型
类的构造函数在对象定义时自动被调用，进行对象的初始化工作
对象的定义和声明是不同的

Test t1;         //定义对象，为对象分配内存空间，并调用构造函数
extern Test t2;  //声明对象，告诉编译器存在这样一个对象

2. 构造函数的重载

一个类中可以根据需要定义多个重载的构造函数
构造函数的重载遵循C++重载的规则

#include <stdio.h>

class Test
{
public:
    Test()
    {
        printf("Test()\n");
    }
    Test(int v)
    {
        printf("Test(int v), v = %d\n", v);
    }
    Test(int v1, int v2)
    {
        printf("Test(int v1, int v2), v1 = %d, v2 = %d\n", v1, v2);
    }
};

int main()
{
    Test t;        //调用 Test()
    Test t1(1);    //调用 Test(int v)
    Test t2 = 2;   //调用 Test(int v)，只有一个参数时可以用赋值符号
    Test t3(1, 2); //调用Test(int v1, int v2)
    //Test t4 = ?; //多个参数时，不能用赋值符号

    int i(100);
    printf("i = %d\n", i);

    return 0;
}

对于多个重载的构造函数，在定义对象时C++会自动匹配选择使用哪一个，但在一些特殊情况下，可能需要显式调用构造函数，比如下面的例子。

#include <stdio.h>

class Test
{
private:
    int value;
public:
    Test()
    {
        value = 0;
    }
    Test(int v)
    {
        value = v;
    }
    int getValue()
    {
        return value;
    }
};

int main()
{
    Test t1[3];                              //自动调用构造函数，所有对象默认用Test()进行初始化
    Test t2[3] = {Test(), Test(1), Test(2)}; //手动调用构造函数，对象使用Test(int v)进行初始化

    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        printf("t1[%d].value = %d\n", i, t1[i].getValue());
    }

    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        printf("t2[%d].value = %d\n", i, t2[i].getValue());
    }

    return 0;
}

3. 两个特殊的构造函数

有两个特殊的构造函数：无参构造函数和拷贝构造函数（参数为const ClassName &的构造函数）
当类中没有定义任何构造函数时，编译器默认提供一个函数体为空的无参构造函数
当类中没有定义拷贝构造函数时，编译器默认提供一个浅拷贝的拷贝构造函数，进行简单的成员变量值的复制

#include <stdio.h>

class Test
{
private:
    int i;
    int j;
public:
    Test()
    {
        i = 1;
        j = 2;
    }
    Test(const Test &obj)
    {
        i = obj.i;
        j = obj.j;
    }
    int getI()
    {
        return i;
    }
    int getJ()
    {
        return j;
    }
};

int main()
{
    Test t1;       //调用无参构造函数
    Test t2 = t1;  //调用拷贝构造函数

    printf("t1.i = %d, t1.j = %d\n", t1.getI(), t1.getJ());
    printf("t2.i = %d, t2.j = %d\n", t2.getI(), t2.getJ());

    return 0;
}

把代码第9-18行两个构造函数注释掉，看以看到运行结果和上面一致，只不过i和j的值变为了随机值。

拷贝构造函数有深拷贝和浅拷贝之分：

浅拷贝后对象的物理状态相同，深拷贝后对象的逻辑状态相同
编译器提供的拷贝构造函数只进行浅拷贝

当对象中有成员指代了系统中的资源时，就需要进行深拷贝，比如：

成员指向了堆空间内存
成员打开了系统中的文件
成员使用了系统中的网络端口
......

作为程序设计的一般性原则，只要自定义拷贝构造函数，必然需要实现深拷贝！！！

#include <stdio.h>

class Test
{
private:
    int i;
    int j;
    int *p;
public:
    int getI()
    {
        return i;
    }
    int getJ()
    {
        return j;
    }
    int *getP()
    {
        return p;
    }
    Test(const Test &t)
    {
        i = t.i;
        j = t.j;
        p = new int;
        *p = *t.p;
    }
    Test(int v)
    {
        i = 1;
        j = 2;
        p = new int;
        *p = v;
    }
};

int main()
{
    Test t1(3);
    Test t2(t1);

    printf("t1.i = %d, t1.j = %d, t1.p = %p, *t1.p = %d\n", t1.getI(), t1.getJ(), t1.getP(), *t1.getP());
    printf("t2.i = %d, t2.j = %d, t2.p = %p, *t2.p = %d\n", t2.getI(), t2.getJ(), t2.getP(), *t2.getP());

    return 0;
}

4. 初始化列表的使用

C++提供了初始化列表对成员变量进行初始化，语法规则为:

ClassName :: ClassName() : 
             m1(v1), m2(v1, v2), m3(v3)
{
    // some other initialize operation
}

关于初始化列表的使用，有以下几条规则：

const成员变量只能通过初始化列表初始化
如果成员变量中有其他类的对象，那么这些对象也只能通过初始化列表初始化
成员变量的初始化顺序与成员在类中的声明顺序相同，与初始化列表中的位置无关
初始化列表先于构造函数的函数体执行

#include <stdio.h>

class Value
{
private:
    int mi;
public:
    Value(int i)
    {
        printf("Value()::i = %d\n", i);
        mi = i;
    }
    int getI()
    {
        return mi;
    }
};

class Test
{
private:
    const int ci;
    Value m2;
    Value m3;
    Value m1;
public:
    Test() : m1(1), m2(2), m3(3), ci(100)
    {
        printf("Test::ci = %d\n", ci);
    }
    int getCI()
    {
        return ci;
    }
    int setCI(int v)
    {
        int *p = const_cast<int *>(&ci);
        *p = v;
    }
};

int main()
{
    Test t;

    printf("t.ci = %d\n", t.getCI());

    t.setCI(10);

    printf("t.ci = %d\n", t.getCI());

    return 0;
}