【哇! C++】類和對象（三） - 構造函數和析構函數

????????

目錄

一、構造函數

1.1 構造函數的引入

1.2?構造函數的定義和語法

1.2.1 無參構造函數：

1.2.2 帶參構造函數

1.3?構造函數的特性

1.4 默認構造函數

二、析構函數

2.1 析構函數的概念

2.2 特性

????????如果一個類中什么成員都沒有，簡稱為空類。

????????空類中真的什么都沒有嗎？并不是，任何類在什么都不寫時，編譯器會自動生成以下6個默認成員函數。

????????默認成員函數：用戶沒有顯式實現，編譯器會生成的成員函數稱為默認成員函數。

class Date
{};

一、構造函數

1.1 構造函數的引入

????????對于Date類，有如下程序：

#include<iostream>
using namespace std;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(2025, 3, 5)return 0;
}

?????????對于Date類，可以通過Init公有方法給對象設置日期。但有時也會出現忘記Init初始化函數，而直接Push。為避免忘記，也為了方便程序撰寫，所以，C++規定了構造函數。

1.2?構造函數的定義和語法

????????構造函數是一種特殊的成員函數。雖然叫構造，但是其任務不是開空間，而是初始化對象。其特征如下：

  1. 構造函數名與類名相同；
  2. 無返回值，不需要寫void，void是空返回值；
  3. 對象實例化時編譯器自動調用對應的構造函數；
  4. 構造函數可以重載。

所以Date類構造函數可寫為：

1.2.1 無參構造函數：

#include<iostream>
using namespace std;class Date
{
public:    Date(){_year = 1;_month = 1;_day = 1;}void Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1;d1.Print();//Date d2();//err//Date d1(2024, 1, 27);//err，沒有與參數列表匹配的構造函數實例return 0;
}

運行結果為：?

????????此外，C++規定，無參構造函數變量名后不能加小括號。Date d2();有可能是函數的聲明，返回類型是Date，因為這個地方要寫函數聲明的話，小括號中是要加參數類型的。

1.2.2 帶參構造函數

#include<iostream>
using namespace std;class Date
{
public:Date(){_year = 1;_month = 1;_day = 1;}Date(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(2025, 3, 5);return 0;
}

????????構造函數可以函數重載，也可以改寫為全缺省。

#include<iostream>
using namespace std;class Date
{
public:Date(){_year = 1;_month = 1;_day = 1;}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;
};int main()
{Date d1;Date d2(2025, 3, 5);return 0;
}

????????語法上，上述兩個函數也可以同時存在，因為函數重載，函數名雖然相同，但參數不同。但是在調用Date d1;時，會產生歧義，編譯器不知道要調用誰，是要調用無參的還是要調用全缺省的。所以一般情況下，我們不這樣寫。

1.3?構造函數的特性

????????1.C++規定，對象定義（實例化）的時候，必須調用構造函數。

????????2.構造函數是默認成員函數，默認成員函數的特征是：我們沒有顯示定義，編譯器會自動生成一個無參的；如果寫了，編譯器就不會生成。

????????但是，當我們這樣寫如下代碼以后，編譯器調用了默認生成的構造函數，但是什么也沒干，沒有初始化。

#include<iostream>
using namespace std;class Date
{
public:void func(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}private:int _year = 1;int _month = 1;int _day;
};int main()
{Date d1;d1.Print();//A _aa;return 0;
}

運行過程為：

運行結果為：

????????說明了使用編譯器實現的默認構造函數出來初始化的數據是隨機值，不是0。

????????C++98規定，默認生成的構造函數，對于內置類型不做處理；對于自定義類型會直接調用他的默認構造函數。即編譯器對生成默認了構造函數，對int不做處理，但對于自定義成員類型A aa；要調用A的構造函數。

????????內置類型/基本類型? ? ? ?-? ? ? ?int/char/double/指針

????????自定義類型? ? ? ? ? ? ? ? ? ?-? ? ? ?struct/class

????????C++11對這個語法進行補丁，在聲明的位置給缺省值。即不給缺省值，編譯器什么都不管；給缺省值，就默認生成了構造函數，用缺省值去完成初始化。在類中，默認了Date(){int _year = 1;int _month = 1;};

1.4 默認構造函數

#include<iostream>
using namespace std;class Date
{    
public:Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}
private:int _year = 1;int _month = 1;int _day;
};int main()
{Date d1;return 0;
}

????????當我們運行時發現上述代碼報錯：此處編譯報錯，提示沒有默認構造函數可以用。

????????很多人經常理解默認構造函數就是編譯器生成的那一個。編譯器默認生成的構造函數是默認構造函數，但只是其中之一。

????????無參的構造函數和全缺省構造函數也被稱為默認構造函數，且默認構造函數有且只能有一個。?一般情況下，建議優選全缺省構造函數。

總結：不需要傳參就可以調用的構造函數，都可以叫默認構造函數。

????????所以，上述代碼中，沒有無參，也沒有全缺省的默認構造函數，此時就需要編譯器就要生成一個默認構造函數。

????????但是編譯器默認生成的構造函數是有條件的，基于默認成員函數的特性：即沒有寫顯示定義的構造函數，編譯器才會自動生成一個無參的默認構造函數；一旦用戶顯示定義，編譯器就不會再生成。

? ? ? ? 為了使上述程序能夠通過，需要函數重載，顯式定義一個默認構造函數。

#include<iostream>
using namespace std;class Date
{    
public:Date(){_year = 1;_month = 1;_day = 1;}Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}
private:int _year = 1;int _month = 1;int _day;
};int main()
{Date d1;return 0;
}

二、析構函數

2.1 析構函數的概念

????????內存泄漏是不會報錯的，所以經常會忘記destory，所以C++就有了析構函數。

????????析構函數：與構造函數功能相反，析構函數不是完成對對象本身的銷毀，局部對象銷毀工作是由編譯器完成的。而對象在銷毀時會自動調用析構函數，完成對象中資源的清理工作。相當于destory，把動態開辟的數組空間free掉，不清理的話會出現內存泄漏。所以：構造函數完成的不是創建，析構函數完成的也不是銷毀。

????????在函數名前加~，在C語言中，~表示按位取反，所以選用這個符號就表示和構造函數的功能是相反的。

2.2 特性

????????析構函數是特殊的成員函數，其特性如下：

  1. 析構函數名是類名前加字符“~”；
  2. 沒有參數也沒有返回值；
  3. 一個類只能有一個析構函數。若未顯式定義，系統會自動生成默認的析構函數。注意：析構函數不能重載；
  4. 對象生命周期結束時，C++編譯系統系統自動調用析構函數。

????????第4點類似于構造函數，構造函數在實例化的時候會自動調用。

#include<iostream>
using namespace std;class Time
{
public:~Time(){cout << "~Time()" << endl;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private:// 基本類型(內置類型)int _year = 1970;int _month = 1;int _day = 1;// 自定義類型Time _t;
};int main()
{Date d;return 0;
}

????????程序運行結束后輸出：~Time()。

????????在main方法中根本沒有直接創建Time類的對象，為什么最后會調用Time類的析構函數？

????????因為：main方法中創建了Date對象d，而d中包含4個成員變量，其中_year，_month，_day三個是內置類型成員，銷毀時不需要資源清理，最后系統直接將其內存回收即可；而_t是Time類對象，所以在d銷毀時，要將其內部包含的Time類的_t對象銷毀，所以要調用Time類的析構函數。

????????但是：main函數中不能直接調用Time類的析構函數，實際要釋放的是Date類對象，所以編譯器會調用Date類的析構函數，而Date沒有顯式提供，則編譯器會給Date類生成一個默認的析構函數，目的是在其內部調用Time類的析構函數，即當Date對象銷毀時，要保證其內部每個自定義對象都可以正確銷毀main函數中并沒有直接調用Time類析構函數，而是顯式調用編譯器為Date類生成的默認析構函數。

????????注意：創建哪個類的對象則調用該類的析構函數，銷毀那個類的對象則調用該類的析構函數。

????????如果類中沒有申請資源時，析構函數可以不寫，直接使用編譯器生成的默認析構函數，比如
Date類；有資源申請時，一定要寫，否則會造成資源泄漏，比如Stack類。

#include<iostream>
using namespace std;class Stack
{
public:    Stack(int capacity = 3){cout << "Stack(int capacity = 3)" << endl;_arry = (int*)malloc(capacity * sizeof(4));if(_arry == NULL){perror("malloc");}_capacity = capacity;}void Push(int x){_arry[_size] = x;_size++;}~Stack(){cout << "~Stack()" << endl;free(_arry);_arry = NULL;_size = 0;_capacity = 0;}private:int* _arry;int _capacity = 0;int _size = 0;
};//注意必須要有分號class MyQueue
{
private:Stack st1;Stack st2;int _size = 0;
};//注意必須要有分號int main()
{MyQueue q;return 0;
}

運行結果為：?

2.3 析構順序? ? ? ??

????????銷毀順序為：局部對象（后定義的先析構）->局部的靜態->全局對象（后定義的先析構）。程序證明如下：

class Date
{
public:Date(int year = 1){_year = year;}~Date(){cout << "~Date()->" << _year << endl;}
private:int _year ;int _month;int _day;
};void func()
{Date d3(3);static Date d4(4);
}Date d5(5);
static Date d6(6);int main()
{Date d1(1);Date d2(2);func();return 0;
}

????????static Date d3(3);為局部靜態，和上邊兩個的存儲區域不同，第3是存在靜態區的，雖然定義在了局部，但是生命周期是全局的。在main函數結束以后才會銷毀。所以在這之前要先把main函數中的局部變量先銷毀。

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