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C++ 对象的初始化和清理之构造函数和析构函数分析与实例(一)

作者:CtrlX
  • 2022 年 8 月 04 日
  • 本文字数:3445 字

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C++对象的初始化和清理之构造函数和析构函数分析与实例(一)

对象的初始化和清理

  • 生活中我们买的电子产品都基本会有出厂设置,在某一天我们不用时候也会删除一些自己信息数据保证安全

  • C++中的面向对象来源于生活,每个对象也都会有初始设置以及 对象销毁前的清理数据的设置

构造函数和析构函数

对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题


​ 一个对象或者变量没有初始状态,对其使用后果是未知


​ 同样的使用完一个对象或变量,没有及时清理,也会造成一定的安全问题


c++利用了构造函数析构函数解决上述问题,这两个函数将会被编译器自动调用,完成对象初始化和清理工作。


对象的初始化和清理工作是编译器强制要我们做的事情,因此如果我们不提供构造和析构,编译器会提供


编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。


  • 构造函数:主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值(进行类初始化的操作)。构造函数由编译器自动调用,无须手动调用。

  • 析构函数:主要作用在于对象销毁前系统自动调用,执行一些清理工作。


构造函数语法:类名(){}


  1. 构造函数,没有返回值也不写 void

  2. 函数名称与类名相同

  3. 构造函数可以有参数,因此可以发生重载

  4. 程序在调用对象时候会自动调用构造,无须手动调用,而且只会调用一次


析构函数语法: ~类名(){}


  1. 析构函数,没有返回值也不写 void

  2. 函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~

  3. 析构函数不可以有参数,因此不可以发生重载

  4. 程序在对象销毁前会自动调用析构,无须手动调用,而且只会调用一次


class Person{public:  //构造函数  Person()  {    cout << "Person的构造函数调用" << endl;  }  //析构函数  ~Person()  {    cout << "Person的析构函数调用" << endl;  }
};
void test01(){ Person p;}
int main() { test01();
system("pause");
return 0;}
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**注意:**在 main 函数中,只有构造没有析构,因为程序在 system("pause")处暂停了程序,所以不会调用析构函数,当 main 函数运行完成前会自动调用析构函数。图二所示每次初始化对象时只调用一次。

构造函数的分类及调用

两种分类方式:


​ 按参数分为: 有参构造和无参构造(默认构造函数)


​ 按类型分为: 普通构造和拷贝构造


三种调用方式:


​ 1.括号法(常用)


​ 2.显示法


​ 3.隐式转换法


示例:


//1、构造函数分类// 按照参数分类分为 有参和无参构造   无参又称为默认构造函数// 按照类型分类分为 普通构造和拷贝构造
class Person {public: //无参(默认)构造函数 Person() { cout << "无参构造函数!" << endl; } //有参构造函数 Person(int a) { age = a; cout << "有参构造函数!" << endl; } //拷贝构造函数 Person(const Person& p) { age = p.age; cout << "拷贝构造函数!" << endl; } //析构函数 ~Person() { cout << "析构函数!" << endl; }public: int age;};
//2、构造函数的调用
void test01() { //2.1 括号法(常用) Person p1;//调用无参构造函数,默认构造函数的调用 Person p2(10);//有参构造函数 Person p3(p2);//拷贝构造函数 //注意1:调用无参构造函数不能加括号,如果加了编译器认为这是一个函数声明 //Person p2();
//2.2 显式法 Person p2 = Person(10); //相当于给匿名对象Person(10)起个名字叫p2 Person p3 = Person(p2); //Person(10)单独写就是匿名对象(等同于int(10)存于栈上),特点:当前行结束之后,马上析构,即系统立即回收掉匿名对象。
//2.3 隐式转换法(简化的显示法) Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10); Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4); //注意2:不能利用 拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器认为是对象声明 //Person (p5);等同于Person p5;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;}
复制代码


**PS:**匿名对象特点:当行结束立即析构,如下图代码的执行顺序,一般的类在实例化后都是在当前函数执行完成后才析构。



Person(10)单独写就是匿名对象(等同于 int(10)存于栈上),特点:当前行结束之后,马上析构,即系统立即回收掉匿名对象。


匿名对象同上面章节的 int(10)注意加上 new 就可以将数据开辟到堆区。


注意点:


  1. 括号法调用无参构造函数不能加括号,如果加了编译器认为这是一个函数声明。错误:Person p2();

  2. 不能利用 拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器认为是对象声明。错误:Person (p5);等同于 Person p5;

拷贝构造函数调用时机

C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况


  • 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象

  • 值传递的方式给函数参数传值

  • 以值方式返回局部对象


示例:


class Person {public:  Person() {    cout << "无参构造函数!" << endl;    mAge = 0;  }  Person(int age) {    cout << "有参构造函数!" << endl;    mAge = age;  }  Person(const Person& p) {    cout << "拷贝构造函数!" << endl;    mAge = p.mAge;  }  //析构函数在释放内存之前调用  ~Person() {    cout << "析构函数!" << endl;  }public:  int mAge;};
//1. 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象void test01() {
Person man(100); //p对象已经创建完毕 Person newman(man); //调用拷贝构造函数 Person newman2 = man; //拷贝构造
//Person newman3; //newman3 = man; //不是调用拷贝构造函数,赋值操作}
//2. 值传递的方式给函数参数传值//相当于Person p1 = p;void doWork(Person p1) {}void test02() { Person p; //无参构造函数 doWork(p);//值传递拷贝新数据}//关键:值传递拷贝一份新的数据。先进后出:先是p的构造函数调用,再是p1的拷贝函数的调用,之后是p1的析构函数的调用,再是p的析构函数的调用。
//3. 以值方式返回局部对象Person doWork2(){ Person p1; cout << (int *)&p1 << endl;//打印p1的地址 return p1;//返回的p1是根据p1重新拷贝出来的一份新的数据。所以运行dowork2()后会先是调用构造再调用拷贝构造最后是析构和析构。用值的方式返回相当于拷贝构造。}
void test03(){ Person p = doWork2(); cout << (int *)&p << endl;//打印p的地址}//p1和p不是同一个地址验证了值返回的是一个新的对象。
int main() {
//test01(); //test02(); test03();
system("pause");
return 0;}
复制代码


案例刨析:


使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象


值传递的方式给函数参数传值。


关键:值传递拷贝一份新的数据。先进后出:先是 p 的构造函数调用,再是 p1 的拷贝函数的调用,之后是 p1 的析构函数的调用,再是 p 的析构函数的调用。



以值方式返回局部对象


关键:返回的 p1 是根据 p1 重新拷贝出来的一份新的数据。所以运行 dowork2()后会先是调用构造再调用拷贝构造 return 一个 p,最后是 p1 的析构再是 test03()中 p 的析构。


用值的方式返回相当于拷贝构造。



构造函数调用规则

默认情况下,c++编译器至少给一个类添加 3 个函数


1.默认构造函数(无参,函数体为空)


2.默认析构函数(无参,函数体为空)


3.默认拷贝构造函数,对属性进行值拷贝


构造函数调用规则如下:


  • 如果用户定义有参构造函数,c++不在提供默认无参构造,但是会提供默认拷贝构造

  • 如果用户定义拷贝构造函数,c++不会再提供其他构造函数


示例:


class Person {public:  //无参(默认)构造函数  Person() {    cout << "无参构造函数!" << endl;  }  //有参构造函数  Person(int a) {    age = a;    cout << "有参构造函数!" << endl;  }  //拷贝构造函数  Person(const Person& p) {    age = p.age;    cout << "拷贝构造函数!" << endl;  }  //析构函数  ~Person() {    cout << "析构函数!" << endl;  }public:  int age;};
void test01(){ Person p1(18); //如果不写拷贝构造,编译器会自动添加拷贝构造,并且做浅拷贝操作 Person p2(p1);
cout << "p2的年龄为: " << p2.age << endl;}
void test02(){ //如果用户提供有参构造,编译器不会提供默认构造,会提供拷贝构造 Person p1; //此时如果用户自己没有提供默认构造,会出错 Person p2(10); //用户提供的有参 Person p3(p2); //此时如果用户没有提供拷贝构造,编译器会提供
//如果用户提供拷贝构造,编译器不会提供其他构造函数 Person p4; //此时如果用户自己没有提供默认构造,会出错 Person p5(10); //此时如果用户自己没有提供有参,会出错 Person p6(p5); //用户自己提供拷贝构造}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;}
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导图




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