C++中类的6个默认成员函数【构造函数】 【析构函数】
文章目录
- 前言
- 构造函数
- 构造函数的概念
- 构造函数的特性
- 析构函数
前言
在学习C++我们必须要掌握的6个默认成员函数，接下来本文讲解2个默认成员函数
构造函数
-
如果一个类中什么成员都没有，简称为空类。
-
空类中真的什么都没有吗？并不是，任何类在什么都不写时，编译器会自动生成以下6个默认成员函数。
-
默认成员函数：用户没有显式实现，编译器会生成的成员函数称为默认成员函数。
class Date {};
构造函数的概念
- 首先我们看下面的代码来引入一下构造函数
class Date
{
public:
void Init(int year, int month, int day)
{
_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.Init(2022, 7, 5);
d1.Print();
Date d2;
d2.Init(2022, 7, 6);
d2.Print();
return 0;
}
-
对于Date类，可以通过 Init 公有方法给对象设置日期，但如果每次创建对象时都调用该方法设置信息，未免有点麻烦，那能否在对象创建时，就将信息设置进去呢？
-
在C++中就有这么一个方法解决此问题-------【构造函数】
-
构造函数是一个特殊的成员函数，名字与类名相同,创建类类型对象时由编译器自动调用，以保证每个数据成员都有 一个合适的初始值，并且在对象整个生命周期内只调用一次。
构造函数的特性
- 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，而是初始化对象。
- 函数名与类名相同。
- 无返回值。
- 对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。
- 构造函数可以重载。
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;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void TestDate()
{
Date d1; // 调用无参构造函数
Date d2(2015, 1, 1); // 调用带参的构造函数
Date d3();
}
- 也是完美的运行了~
- 上面在创建对象的时候跟上了要初始化的数据，那么我想使用默认构造函数，直接创建对象的时候什么都不写就可以直接使用，那么可以带上括号吗？
Date d3();
-
可以看到结论，是不可以的~
-
主要的是无法和函数的声明区分开
-
上面的代码的函数：声明了d3函数，该函数无参，返回一个日期类型的对象
-
注意：如果通过无参构造函数创建对象时，对象后面不用跟括号，否则就成了函数声明
实际上我们可以这样写：
- 直接给一个全缺省，是不是很很好~
class Date
{
public:
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;
};
- 那么这两个函数可以同时存在吗？
Date()
{
_year = 1;
_month = 1;
_day = 1;
}
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
- 语法上可以，但是调用的时候会存在歧义，就是到底要调用谁
- 接下来再看：
- 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。
class Date
{
public:
void Print()
{
cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
d1.Print();
return 0;
}
- 如果我们不指定默认构造函数，它会自动生成一个，但是生成的这个默认构造函数它又什么都没做
-
到这里我们先得出一个结论：内置类型/基本类型不做处理
-
我们这里还有一个点，就是内置类型呢？
class A
{
public:
A()
{
cout << "A()" << endl;
_a = 0;
}
private:
int _a;
};
class Date
{
public:
void Print()
{
cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
A _aa;
};
int main()
{
Date d1;
d1.Print();
return 0;
}
-
再得出一个结论：对自定义类型，自定义类型回去调用它的默认构造函数
-
C++11 委员会对这个语法进行打了补丁，在内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值,有一个值不给就还是随机值
class A
{
public:
A()
{
cout << "A()" << endl;
_a = 0;
}
private:
int _a;
};
class Date
{
public:
void Print()
{
cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}
private:
// 声明给缺省值
int _year = 1;
int _month = 1;
int _day = 1;
A _aa;
};
int main()
{
Date d1;
d1.Print();
return 0;
}
- 如果用户显式定义了构造函数，编译器将不再生成
- 将Date类中构造函数屏蔽后，代码可以通过编译，因为编译器生成了一个无参的默认构造函数
- 将Date类中构造函数放开，代码编译失败，因为一旦显式定义任何构造函数，编译器将不再生成
- 无参构造函数，放开后报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用
否则这样用用就不会报错：
Date d1(2024,1,31);
- 或者再提供一个默认构造
- 在或者提供一个全缺省
- 无参的构造函数和全缺省的构造函数都称为默认构造函数，并且默认构造函数只能有一个。注意：无参构造函数、全缺省构造函数、我们没写编译器默认生成的构造函数，都可以认为是默认构造函数。
- 那么默认生成的构造函数还有意义吗？
- 我们再来看这个代码：
class Stack
{
public:
Stack()
{
//....
cout << "Stack()" << endl;
}
};
// 两个栈实现队列
class MyQueue
{
private:
Stack st1;
Stack st2;
};
int main()
{
MyQueue q;
return 0;
}
- 这里的MyQueue就不用写默认构造函数
- 所以还是有意义的，分析一个类型成员和初始化要求，需要写构造函数就我们自己写，不需要的时候用编译器自己生成，结论：绝大多数场景下都需要自己实现构造函数，不要老想着编译器自己生成~
析构函数
-
通过前面构造函数的学习，我们知道一个对象是怎么来的，那一个对象又是怎么没呢的？
-
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，局部对象销毁工作是由编译器完成的。而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工作。
-
析构函数是特殊的成员函数，其特征如下：
1. 析构函数名是在类名前加上字符 ~。
2. 无参数无返回值类型。
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。注意：析构函数不能重载
4. 对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数。
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
Stack(size_t capacity = 3)
{
_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
if (nullptr == _array)
{
perror("malloc申请空间失败!!!");
return;
}
_capacity = capacity;
_size = 0;
}
void Push(DataType data)
{
// CheckCapacity();
_array[_size] = data;
_size++;
}
private:
DataType* _array;
int _capacity;
int _size;
};
void TestStack()
{
Stack s;
s.Push(1);
s.Push(2);
}
- 在我们上面的代码，我们一般在
C语言阶段都要在写完后要调用一个销毁函数，如果上面的代码不写析构函数，他是会发生内存泄漏的【如果程序不结束的话】
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
Stack(size_t capacity = 4)
{
_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
if (nullptr == _array)
{
perror("malloc申请空间失败!!!");
return;
}
_capacity = capacity;
_size = 0;
}
void Push(DataType data)
{
// CheckCapacity();
_array[_size] = data;
_size++;
}
// 其他方法...
~Stack()
{
if (_array)
{
free(_array);
_array = nullptr;
_capacity = 0;
_size = 0;
}
}
private:
DataType* _array;
int _capacity;
int _size;
};
void TestStack()
{
Stack s;
s.Push(1);
s.Push(2);
}
- 再次定义一个，我们观察到和栈一样的，
- 先定义的先构造，后定义的后构造
- 但是析构是反过来的，后定义的先析构，要满足先进后出的性质
- 关于编译器自动生成的析构函数，是否会完成一些事情呢？下面的程序我们会看到，编译器生成的默认析构函数，对自定类型成员调用它的析构函数。
class Time
{
public:
~Time()
{
cout << "~Time()" << endl;
}
private:
int _hour;
int _minute;
int _second;
};
class Date
{
private:
// 基本类型(内置类型)
int _year = 1970;
int _month = 1;
int _day = 1;
// 自定义类型
Time _t;
};
int main()
{
Date d;
return 0;
}
- 下图中程序运行结束后输出：~Time()
- 在main方法中根本没有直接创建Time类的对象，为什么最后会调用Time类的析构函数？
因为：main方法中创建了Date对象d，而d中包含4个成员变量，其中 _year, _month,_day 三个是内置类型成员，销毁时不需要资源清理，最后系统直接将其内存回收即可；而 _tTime类对象 ，所以在d销毁时，要将其内部包含的Time类的_t对象销毁，所以要调用Time类的析构函数 。但是：main函数中不能直接调用Time类的析构函数，实际要释放的是Date类对象，所以编译器会调用Date类的析构函数，而Date没有显式提供，则编译器会给Date类生成一个默认的析构函数，目的是在其内部调用Time
-
类的析构函数，即当Date对象销毁时，要保证其内部每个自定义对象都可以正确销毁
-
main函数中并没有直接调用Time类析构函数，而是显式调用编译器为Date类生成的默认析
构函数 -
注意：创建哪个类的对象则调用该类的析构函数，销毁那个类的对象则调用该类的析构函数
-
默认生成的析构函数跟构造函数类似，内置类型不做处理，自定义类型区调用它的析构
- 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，比如Date类；有资源申请时，一定要写，否则会造成资源泄漏，比如Stack类。
最后本文就到这里结束了，感谢大家的收看，请多多指点~