C/C++语言基础--C++构造函数、析构函数、深拷贝与浅拷贝等等相关知识讲解
本专栏目的
- 更新C/C++的基础语法，包括C++的一些新特性
前言
- 周末休息了，没有更新，请大家见谅哈；
- 构造函数、析构函数可以说便随着C++每一个程序，故学构造函数、析构函数是必要的；
- C语言后面也会继续更新知识点，如内联汇编；
- 本人现在正在写一个C语言的图书管理系统，1000多行代码，包含之前所学的所有知识点，包括链表和顺序表等数据结构，请大家耐心等待！！预计国庆前写完更新。
文章目录
- 构造函数
- 析构函数
- 构造/析构函数调用机制
- 析构函数调用时间
- 构造/析构函数用途展示
- 构造函数分类
- 无参构造函数
- 有参构造函数
- 拷贝构造函数(赋值构造)
- 移动构造函数
- 深拷贝和浅拷贝
- 构造函数的初始化参数列表
- 初始化参数列表
- 类中类如何构造
构造函数
首先我们写一个学生类，定义一个公有函数，用来打印学生信息：
#include <iostream>
class Student
{
public:
void print()
{
std::cout << "学号: " << m_uid << " 姓名: " << m_name << " 年龄: " << m_age << std::endl;
}
private:
std:string m_uid;
std::string m_name;
int m_age;
}
int main() {
Student stu;
stu.print();
}
这个时候，你肯定有一个疑问，创建出的这个学习信息，没有赋值！！！，那怎么赋值呢？这个时候你可能会想到在类中再定义一个API函数进行赋值，如下：
void setMessage(std::string uid, std::string name, int age) {
m_uid = uid;
m_name = name;
m_age = age;
}
这样确实能够解决问题，那如果每次都要这样，不觉得太麻烦了么？，每次创建类都要额外在调用一个函数！！！
因此，C++大叔也考虑到了这一点，及发明出了构造函数这个“简单”的东西，它允许我们再创建对象的时候自动调用该函数，如我们将上面的学生类进行修改：
#include <iostream>
class Student
{
public:
// 方法一
Student(std::string uid, std::string name, int age)
{
m_uid = uid;
m_name = name;
m_age = age;
}
// 方法二，推荐：参数列表方法
Student(std::string uid, std::string name, int age)
:m_uid(uid),
m_name(name),
m_age(age)
{
}
void print()
{
std::cout << "学号: " << m_uid << " 姓名: " << m_name << " 年龄: " << m_age << std::endl;
}
private:
std:string m_uid;
std::string m_name;
int m_age;
}
int main() {
Student stu("123456", "wy", 18); // 创建时候赋值
stu.print();
}
这样写无论从逻辑上，还是再写代码简约上，都好很多。
构造函数特点:
- 构造函数名和类名相同
- 构造函数可以重载
- 构造函数没有返回类型声明
调用:
- 自动调用(隐式)，一般默认情况下C++编译器会自动调用构造函数(无参构造)
- 手动调用(显示)，在一些情况下则需要手工调用构造函数(有参构造)
析构函数
当对象释放时，我们可能需释放/清理对象里面的某些资源，如果再类中对某一个变量，如：成员变量申请了一块内存，而在应对稍微复杂一点的项目，就很容易忘记释放内存，为了解决这个问题，C++提供了析构函数来处理对象的清理工作。析构函数和构造函数类似，不需要用户来调用它，而是在释放对象时自动执行。
特点:
- 析构函数名和类名相同，但是得在前面加一个波浪号**~**
- 析构函数只能有一个
- 构造函数没有返回类型声明
构造/析构函数调用机制
当定义了多个对象时，构造与析构的顺序是怎么样的呢？
#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
public:
Test(int id)
:m_id(id)
{
cout << m_id << " " << __FUNCTION__ << endl;
}
~Test()
{
cout << m_id << " " << __FUNCTION__ << endl;
}
private:
int m_id;
};
void test()
{
Test t1(1);
Test t2(2);
}
int main()
{
test();
return 0;
}
结果：
结论:
- 先创建的对象先构造，后创建的对象后构造
- 先创建的对象后析构，后创建的对象先析构
这个原因和函数调用内存有关，函数调用是压栈和出栈的过程，如果就想弄清楚，请看计算机系统相关的书籍，如：csapp
析构函数调用时间
- 在该对象生命周期结束后调用
构造/析构函数用途展示
构造函数：可以用来初始化对象，而且不需要显式调用，方便，快捷
析构函数：可以用来释放对象， 一次写好，没有后顾之忧(如：经常忘记delete、free)
class Man
{
public:
Man()
{
age = 18;
name = new char[20]{0};
strcpy(name,"maye");
}
~Man()
{
if(name!=nullptr)
{
delete[] name;
name = nullptr;
}
}
void print()
{
cout<<age<<" "<<name<<endl;
}
private:
int age;
char* name;
}
这样就可以避免自己忘记释放内存的情况了。
构造函数分类
构造函数是可以重载的，根据参数类型和作用可以分为以下几类：
无参构造函数
- 直接创建对象即可自动调用
Test te;注意：不要在对象后面加(),无参构造函数不能显式调用
有参构造函数
-
有三种调用方法
//1，括号法 Test t1(20,"cc"); t1.print(); //2，赋值符号 Test t2 = {18,"wy"}; t2.print(); //3，匿名对象 Test t3 = Test(90,"wy"); t3.print(); //注意: Test tt; //error:类Test不存在默认构造函数，因为自己定义了构造函数 //** 匿名对象如果没有值来接收，那么就会被立即释放 ** Int(2, 3); //会立即释放 Int f = Int(2,3); //就不会立即释放
如果没有写有参构造函数，那么C++编译器会自动帮我们生成一个无参构造函数，如果写了有参构造函数，那么就不会帮我们生成了，必须自己写一个无惨构造函数，才能直接定义对象。
拷贝构造函数(赋值构造)
-
用一个对象去初始化另一个对象时(函数传参也会拷贝)，需要拷贝构造(如果自己没有写，编译器会自动帮我们生成)
Test t(1,"2"); //1,赋值符号 Test t1 =t; //2,参数方法 Test t2(t); t2 = t1; //这个调用的是赋值运算符重载函数 -
注意：定义之后进行赋值不会调用拷贝构造函数，而是调用赋值函数，这是运算符重载，这个涉及到运算符重载的知识，这个我们稍后讲解，注意：拷贝构造与运算符重载很容易搞混
移动构造函数
- 移动构造函数数用来实现移动语义，转移对象之间的资源(如果自己没有写，编译器会自动帮我们生成)，调用std::move()
// 定义一个对象
Test t1("wy", 18);
Test t2(std::move(t1)); //移动构造，这个时候对象t1所有权都转移给了t2，t1没有了资源，这样提高了资源的利用率
移动std::move()这个东西，我感觉很神奇，没有结合实践，感觉就这么回事，但是一结合实际，就会发现他特别伟大，特别好用！！！！
深拷贝和浅拷贝
首先，明确一点深拷贝和浅拷贝是针对类里面有指针的对象的，因为基本数据类型在进行赋值操作时（也就是拷贝）是直接将值赋给了新的变量，也就是该变量是原变量的一个副本，这个时候你修改两者中的任何一个的值都不会影响另一个，而对于对象来说在进行浅拷贝时，只是将对象的指针复制了一份，也就内存地址，即两个不同的对象里面的指针指向了同一个内存地址，那么在改变任一个对象的指针指向的内存的值时，都是该变这个内存地址的所存储的值，所以两个变量的值都会改变。
简单来说，当数据成员中有指针时，必须要用深拷贝。
- 浅拷贝（shallowCopy）只是增加了一个指针指向已存在的内存地址。
- 使用浅拷贝，释放内存的时候可能会出现重复释放同一块内存空间的错误。
- 深拷贝（deepCopy）是增加了一个指针并且申请了一个新的内存，使这个增加的指针指向这个新的内存。
- 使用深拷贝下，释放内存的时候不会因为出现重复释放同一个内存的错误。
注意
- C++类中默认提供的拷贝构造函数，是浅拷贝的
- 要想实现深拷贝，必须自己手动实现拷贝构造函数
//自己实现深拷贝
TString(const TString& other) //普通：右值引用
{
if(&other != this) { // 不是自己拷贝自己
m_size = other.m_size;
m_str = new cahr[m_size + 1];
strcay(m_str,other.m_str);
}
}
int mian()
{
TString other = TString hello; //hello 为TString的一个实例化对象
}
构造函数的初始化参数列表
初始化参数列表
当我们再构造函数进行赋值成员变量的时候，可以有以下两种方法：
class Student
{
public:
// 方法一
Student(std::string uid, std::string name, int age)
{
m_uid = uid;
m_name = name;
m_age = age;
}
// 方法二，推荐：参数列表方法，不同变量之间用 ‘,’ 隔开
Student(std::string uid, std::string name, int age)
:m_uid(uid),
m_name(name),
m_age(age)
{
}
private:
std:string m_uid;
std::string m_name;
int m_age;
}
两种方法都可，但是我比较喜欢第二种。
类中类如何构造
类的组合：组合（有时候叫聚合）是将一个对象放到另一个对象里）。它是一种 has-a 的关系。
简单来说，就是一个类的对象作为另一个类的成员，这就叫做类的组合。
那这个时候这么对每一个对象值赋值呢？
假设我们再一个类B中创建了一个类A作为成员变量，而且A类中成员变量中，它只有一个带参数的构造函数，没有默认构造函数。这时要对这个类成员进行初始化，就必须调用这个类成员的带参数的构造函数
class A
{
public:
A(int a)
{
int m_a = a;
}
private:
int m_a;
}
// 定义类B
class B
{
public:
B(int b, int a)
:a1(a),
m_b1 = b
{
}
private:
int m_b1;
A a1; // 创建A对象
}
本类和对象成都需要执行构造函数，那么谁先执行呢？有什么样的顺序呢？
- 先指针被组合对象的构造函数，如果组合对象有多个，按照定义顺序，而不是按照初始化列表的顺序！
- 析构和构造顺序相反，这个再上面将构造和析构函数有讲解，如果大家忘了，可以回去看一下哦🤠🤠🤠