C++ 再識類和對象
類的6個默認(rèn)成員函數(shù)
一個類中如果什么成員都沒有，那么這個類稱為空類。空類中是什么都沒有嗎？其實不然，任何一個類，再我們不寫的情況下，都會自動生成下面6個默認(rèn)成員函數(shù)：
本篇文章將對這幾個默認(rèn)成員函數(shù)進(jìn)行簡單介紹。
構(gòu)造函數(shù)
1.概念
我們先來看一下下面這個日期類：
class Date
{
public:
void SetDate(int year = 0, 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()
{
Date d1;
d1.SetDate();
d1.Print();
return 0;
}
對于Date類，每次創(chuàng)建對象時可以調(diào)用SetData函數(shù)來設(shè)置對象的日期，但是如果每次創(chuàng)建對象時都需要調(diào)用該函數(shù)來設(shè)置日期信息，未免有些麻煩，那么能否再對象創(chuàng)建的同時就進(jìn)行初始化呢？
這里就需要用到類的默認(rèn)成員函數(shù)–構(gòu)造函數(shù)了。
構(gòu)造函數(shù)是一個特殊的成員函數(shù)，名字與類名相同,創(chuàng)建類類型對象時由編譯器自動調(diào)用，保證每個數(shù)據(jù)成員都有 一個合適的初始值，并且在對象的生命周期內(nèi)只調(diào)用一次。
2.特性
需要注意，構(gòu)造函數(shù)雖然名為構(gòu)造函數(shù)，但是其作用并非為成員變量開辟空間，而是初始化對象。其特征如下：
函數(shù)名與類名相同。
沒有返回值。
編譯器會再對象實例化時自動調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。
構(gòu)造函數(shù)可以重載。
需要注意的是在類實例化對象的時候，如果變量后面帶上了()，而括號內(nèi)沒有參數(shù)，那么這就成了函數(shù)聲明，該函數(shù)無參，且返回值為類名。
class Date
{
public:
Date()//無參的構(gòu)造函數(shù)
{
_year = 0;
_month = 1;
_day = 1;
}
//帶參的構(gòu)造函數(shù)
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;//調(diào)用無參的構(gòu)造函數(shù)
Date d2(0, 1, 1);//調(diào)用帶參的構(gòu)造函數(shù)
Date d3();//無參，返回值為Date的函數(shù)聲明
return 0;
}
隱式構(gòu)造函數(shù)
如果類中沒有顯式定義構(gòu)造函數(shù)，那么c++編譯器將會自動生成一個無參的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，而如果用戶顯式定義了構(gòu)造函數(shù)，那么編譯器將不再生成構(gòu)造函數(shù)。
需要注意的是編譯器自己生成的構(gòu)造函數(shù)在初始化對象時做了一個偏心的處理：即對于內(nèi)置類型，編譯器不會處理；而對于自定義類型，編譯器會自定義類型調(diào)用它自己的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。內(nèi)置類型指的是語法已經(jīng)定義好的類型，如：int,double,long等等；自定義類型是使用struct/class/union定義的類型。
這是什么意思呢？我們通過下面這個代碼來理解：
class C
{
public:
C()
{
cout << "C()" << endl;
}
private:
int _c;
};
class Date
{
public:
//若用戶顯式定義了構(gòu)造函數(shù)，那么編譯器將不再生成
/*Date()
{
_year = 0;
_month = 1;
_day = 1;
}
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}*/
private:
//內(nèi)置類型
int _year;
int _month;
int _day;
//自定義類型
C c1;
};
int main()
{
Date d1;//調(diào)用無參的構(gòu)造函數(shù)
return 0;
}
通過調(diào)試可以發(fā)現(xiàn)，d1自身的內(nèi)置類型變量仍為隨機(jī)值，編譯器調(diào)用的構(gòu)造函數(shù)并沒有處理，而對于自定義類型，可以看到編譯器調(diào)用了自定義類型中的默認(rèn)函數(shù)，但是實際上如果調(diào)用編譯器自己生成的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，最終的結(jié)果就是所有的內(nèi)置類型變量仍然為隨機(jī)值，這么看下來好像編譯器自己生成的構(gòu)造函數(shù)好像沒什么用？
實則不然，比如我們曾做過用棧實現(xiàn)隊列的題，這道題的思路是用兩個棧來回倒保證隊列的先進(jìn)先出，而這里面的兩個結(jié)構(gòu)棧和用棧實現(xiàn)的隊列的代碼為：
class Stack//棧
{
public:
Stack(int capacity = 4)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
if (_a == nullptr)
{
cout << "malloc fail" << endl;
exit(-1);
}
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
struct MyQueue//用兩個棧實現(xiàn)隊列
{
Stack s1;
Stack s2;
};
可以看到在用MyQueue這個類實例化對象時，編譯器調(diào)用Stack中的構(gòu)造函數(shù)分別對成員變量s1和s2初始化，因此，我們無需再對其進(jìn)行初始化了，這相對來說方便了許多。
無參和全缺省的函數(shù)均為默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
無參的構(gòu)造函數(shù)和全缺省的構(gòu)造函數(shù)都被稱為默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，但是需要注意的是：無參的構(gòu)造函數(shù)和全缺省的構(gòu)造函數(shù)二者只能存在一個，這是因為，如果二者都存在的話，那么在實例化對象不帶參數(shù)時，編譯器無法區(qū)分是調(diào)用哪一個函數(shù)。
class Date
{
public:
Date()
{
_year = 0;
_month = 1;
_day = 1;
}
Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;//錯誤，編譯器無法識別要調(diào)用哪一個構(gòu)造函數(shù)
return 0;
}
在實際過程中，我們更傾向于使用全缺省的構(gòu)造函數(shù)，因為它包含了無參的構(gòu)造函數(shù)的情況。
成員變量的命名風(fēng)格
可以注意到的是在定義類的時候成員變量前都加了一個_，這是為了防止下面這種情況：
class Date
{
public:
Date(int year = 0, 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()
{
Date d1;
d1.Print();
return 0;
}
可以看到，d1調(diào)用了構(gòu)造函數(shù)后，其成員變量認(rèn)為隨機(jī)值。這是因為在year = year這句代碼中，兩個year變量均為函數(shù)形參，實際上編譯器在處理這種變量時，會遵循局部優(yōu)先原則，即編譯器在函數(shù)形參中找到了year變量，就不會繼續(xù)擴(kuò)大搜索范圍去尋找成員變量中的year變量，而在Print函數(shù)中，編譯器由于在形參中未找到y(tǒng)ear變量，因此繼續(xù)擴(kuò)大搜索范圍，在成員變量中找到了year并使用之。
因此，在聲明成員變量的命名時需要遵循一定的規(guī)范，常見的有：（1）在變量名前加_,如_year （2）在變量名后加_,如year_ (3)駝峰法，如mYear,m表示member。
另外，上述情況可以通過使用this指針進(jìn)行解決，即將代碼改為this->year = year;但在實際使用過程中，最好還是注重成員變量的命名
補(bǔ)充
由于早期c++語法設(shè)計的缺陷，編譯器默認(rèn)生成的構(gòu)造函數(shù)并不會對內(nèi)置類型變量初始化，因此在c++11后，語法委員會在成員變量聲明處打了一個補(bǔ)丁，運(yùn)行，變量聲明的同時加上缺省值，比如：
class Date
{
public:
Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
//注意，此處僅為缺省值，仍為變量聲明，而非初始化（定義）
int _year = 0;
int _month = 1;
int _day = 1;
};
析構(gòu)函數(shù)
1.概念
與構(gòu)造函數(shù)相比，析構(gòu)函數(shù)相對簡單一些。析構(gòu)函數(shù)的作用與構(gòu)造函數(shù)的相反，析構(gòu)函數(shù)并不是完成對象的銷毀，因為局部對象的銷毀工作是由編譯器來完成的。一個詞來概括析構(gòu)函數(shù)的作用就是清理，即對象在銷毀的時候會自動調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，完成類當(dāng)中的一些資源清理工作。
2.特性
析構(gòu)函數(shù)是一種特殊的成員函數(shù)，其特征如下：
析構(gòu)函數(shù)名是類名前加上~號
析構(gòu)函數(shù)無參數(shù)無返回值
一個類有且只有一個析構(gòu)函數(shù)
若析構(gòu)函數(shù)為顯式定義，那么系統(tǒng)會自動生成默認(rèn)的析構(gòu)函數(shù)。
與構(gòu)造函數(shù)一樣，系統(tǒng)的默認(rèn)析構(gòu)函數(shù)對于內(nèi)置類型變量不會處理，對于自定義變量會調(diào)用其自身的析構(gòu)函數(shù)。
其次，對于Date類這樣的類，由于其內(nèi)部沒有什么資源需要處理，因此不需要析構(gòu)函數(shù)；對于Stack這樣的類，其內(nèi)部由資源需要處理，比如對malloc出來的空間進(jìn)行釋放，因此需要實現(xiàn)析構(gòu)函數(shù)。
還是之前的代碼，在用兩個棧實現(xiàn)隊列中，在Stack類中實現(xiàn)了構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，那么用MyQueue實例化my變量后無法自己實現(xiàn)初始化和空間的釋放：
class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 4)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
if (_a == nullptr)
{
cout << "malloc fail" << endl;
exit(-1);
}
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
~Stack()
{
free(_a);
_a = NULL;
_top = _capacity = 0;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
struct MyQueue
{
Stack s1;
Stack s2;
};
int main()
{
//我們無需自己對mq進(jìn)行初始化和清理空間
//編譯會自動調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)
MyQueue mq;
return 0;
}
c++編譯器在對象生命周期結(jié)束時自動調(diào)用析構(gòu)函數(shù)
class Date
{
public:
Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
~Date()
{
cout << "~Date()" << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
return 0;//編譯器在執(zhí)行這句代碼的同時會調(diào)用類中的析構(gòu)函數(shù)
}
拷貝構(gòu)造函數(shù)
1.概念
拷貝構(gòu)造函數(shù)，顧名思義，其作用就是創(chuàng)建一個和被拷貝對象一模一樣的對象。
拷貝構(gòu)造函數(shù)只有單個形參，該形參是對本類類型對象的引用(一般常用const修飾)，在用已存在的類類型對象創(chuàng)建新對象時由編譯器自動調(diào)用。
2.特性
拷貝構(gòu)造函數(shù)也是特殊的成員函數(shù)，其特征是：
拷貝構(gòu)造函數(shù)是構(gòu)造函數(shù)的一個重載形式
參數(shù)只有一個且為引用傳參
拷貝構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)只有一個且必須為引用傳參，使用傳值方式會引發(fā)無窮遞歸調(diào)用。
class Date
{
public:
Date()
{
_year = 0;
_month = 1;
_day = 1;
}
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
Date(Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
Date d2(d1);
return 0;
}
那么為什么說傳值會導(dǎo)致無窮遞歸調(diào)用呢？首先我們需要理解到調(diào)用函數(shù)傳值給形參也是一種拷貝，比如說：
同樣的，對于拷貝構(gòu)造函數(shù)，若形參為傳值調(diào)用，那么在上述代碼中將d2賦值給形參d時也會調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)，而每一次調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)都會經(jīng)過依次賦值操作，從而導(dǎo)致無窮遞歸調(diào)用：
而傳引用就能夠很好的解決這個問題，其次，傳指針也可以達(dá)到目的，不過一般傳引用的話可以增強(qiáng)代碼可讀性。
若未顯式定義，系統(tǒng)會生成默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)
與構(gòu)造函數(shù)一樣，如果我們自己沒有實現(xiàn)拷貝構(gòu)造函數(shù)，那么編譯器會生成默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)；但是與構(gòu)造函數(shù)不同的是，默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)對于內(nèi)置類型和自定義類型變量都會處理：
（1）對于內(nèi)置類型，默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)會對對象進(jìn)行淺拷貝，即按照內(nèi)存存儲中的字節(jié)序?qū)ο筮M(jìn)行拷貝，也叫值拷貝。
（2）對于自定義類型，默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)會調(diào)用自定義類型中自己的拷貝構(gòu)造函數(shù)。
class A
{
public:
A()
{
_a = 0;
}
A(const A& a)
{
cout << "A(const A& a)" << endl;
}
private:
int _a;
};
class Date
{
public:
Date()
{
_year = 0;
_month = 1;
_day = 1;
}
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//調(diào)用默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)
/*Date(Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}*/
private:
int _year;
int _month;
int _day;
A aa;
};
int main()
{
Date d1;
Date d2(d1);
return 0;
}
淺拷貝的注意事項
通過上面我們知道了默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)淺拷貝，也就是說，對于Date這樣的類，我們無需自己實現(xiàn)拷貝構(gòu)造函數(shù)只用默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)拷貝目的，那么是否用編譯器自己的函數(shù)就夠了呢？
其實不然，比如我們熟知的Stack類，如果直接調(diào)用系統(tǒng)默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)：
class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 4)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
if (_a == nullptr)
{
cout << "malloc fail" << endl;
exit(-1);
}
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
~Stack()
{
free(_a);
_a = NULL;
_top = _capacity = 0;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
int main()
{
Stack s1(8);
Stack s2(s1);
return 0;
}
上述代碼，我們運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，程序崩潰了，這是為什么呢？這是因為系統(tǒng)默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)拷貝出了一份與s1一模一樣的s2：
而我們知道當(dāng)對象的生命周期結(jié)束時，系統(tǒng)會自動調(diào)用析構(gòu)函數(shù)對類空間進(jìn)行清理，由于s2是后壓棧的，因此會先清理，這時s2._a所指的空間已經(jīng)free還給操作系統(tǒng)了，但是s1還會再次調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，將已經(jīng)釋放的s1._a所指向的空間再一次釋放（注意，s2._a釋放完后s1._a仍指向原空間，此時s1._a為野指針），這個操作最終會導(dǎo)致程序崩潰。
可見編譯器默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)并不能解決所有的問題，淺拷貝會導(dǎo)致一些錯誤，那么要如何解決淺拷貝的帶來的問題呢？這就要我們之后介紹的深拷貝來解決了。
總結(jié)
本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！
相關(guān)文章
引用（reference）就是C++對C語言的重要擴(kuò)充。引用就是某一變量（目標(biāo)）的一個別名，對引用的操作與對變量直接操作完全一樣2022-05-05
這是解壓華為固件(update.app)的C語言。。其實這也是我翻115翻出來的。。。2013-08-08
整數(shù)拆分，指把一個整數(shù)分解成若干個整數(shù)的和。本文重點給大家介紹C++ 整數(shù)拆分方法詳解，非常不錯，感興趣的朋友一起學(xué)習(xí)吧2016-08-08
本文主要介紹了Qt線程QThread開啟和安全退出的實現(xiàn)，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2023-06-06
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C語言求解無向圖頂點之間的所有最短路徑，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2019-01-01
這篇文章主要為大家介紹了C++ 三種繼承方式及好處示例詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪2023-04-04
這篇文章主要介紹了c++ vector造成的內(nèi)存泄漏問題,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助,如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教2023-08-08
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C++實現(xiàn)評教管理系統(tǒng)，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2022-03-03
當(dāng)我們編寫C++代碼時，經(jīng)常需要使用頭文件來引入一些常用的函數(shù)、類或者變量，如果一個頭文件被重復(fù)包含，就會導(dǎo)致編譯錯誤或者運(yùn)行時錯，為了避免發(fā)生，我們需要使用預(yù)處理指令來防止頭文件被重復(fù)包含，常用的預(yù)處理指令有#pragma once和#ifndef,需要的朋友可以參考下2023-05-05
這篇文章主要介紹了C++多重繼承二義性原理實例解析,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值,需要的朋友可以參考下2020-06-06