【C++】对象特性:无参有参构造函数,拷贝构造函数,析构函数

发布时间:2023年12月20日

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。

1.1 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,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

示例代码

#include<iostream>
using namespace std;
//对象的初始化和清理
//1、构造函数 进行初始化操作
//2、析构函数 进行清理的操作
class Person
{
public:
	//1.1、构造函数
	//没有返回值 不用void
	//函数名 与类名称相同
	//构造函数可以有参数,可以发生重载
	//创建对象的时候,构造函数会自动调用,且只调用一次
	Person()
	{
		cout << "Person 构造函数的调用" << endl;
	}

	//1.2、析构函数
	//没有返回值 不写void
	//函数名和类名相同 在名称前加~
	//析构函数不可以有参数,不可以发生重载
	//对象销毁前 会自动调用析构函数 而且只会调用一次
	~Person()
	{
		cout << "Person 析构函数的调用" << endl;
	}
};

void test01()
{
	Person P;
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

Person 构造函数的调用
Person 析构函数的调用
1.2 构造函数的分类及调用

两种分类方式:

1)按参数分为: 有参构造和无参构造

2)按类型分为: 普通构造和拷贝构造

三种调用方式:

1)括号法

2)显示法

3)隐式转换法

构造函数的分类

#include<iostream>
using namespace std;

//1构造函数的分类及调用
//分类
//按照参数分类 无参构造(默认构造) 和 有参构造
//按照类型分类 普通构造 和 拷贝构造
class Person
{
public:
	int age;
	//构造函数
	Person()
	{
		cout << "Person 无参构造函数的调用" << endl;
	}
    //有参构造函数
	Person(int a)
	{
		age = a;
		cout << "Person 有参构造函数的调用" << endl;
	}
	//拷贝构造函数
	Person(const Person &p)
	{
		//将传入的人身上的所有属性,拷贝在我的身上 
		age = p.age;
		cout << "Person 拷贝构造函数的调用" << endl;
	}
	//析构函数
	~Person()
	{
		cout << "Person 析构函数的调用" << endl;
	}
};

构造函数的调用

1)构造函数的调用:括号法

void test01()
{
	//1、括号法
	Person p1; //默认构造函数的调用
	Person p2(10); //有参构造函数的调用
	Person p3(p2); //拷贝构造函数的调用

	//注意事项1
	//调用默认构造函数时候,不用加()
	//因为下面这行代码,编译器会认为是一个函数的声明
	//Person p1();

	cout << "p2的年龄为:" << p2.age << endl;
	cout << "p3的年龄为:" << p3.age << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

Person 无参构造函数的调用
Person 有参构造函数的调用
Person 拷贝构造函数的调用
p2的年龄为:10
p3的年龄为:10
Person 析构函数的调用
Person 析构函数的调用
Person 析构函数的调用

2)构造函数的调用:显示法

void test01()
{
	//2、显示法
	Person p1;
	Person p2 = Person(10); //有参构造
	Person p3 = Person(p2); //拷贝构造

	//Person(10); //匿名对象 特点:当前行执行结束后,系统会立即回收掉匿名对象

	//注意事项2
	//不要利用拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器会认为 Person(p3); 等价于 Person p3; 重定义,报错。
	//Person(p3);

	cout << "p2的年龄为:" << p2.age << endl;
	cout << "p3的年龄为:" << p3.age << endl;
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

Person 无参构造函数的调用
Person 有参构造函数的调用
Person 拷贝构造函数的调用
p2的年龄为:10
p3的年龄为:10
Person 析构函数的调用
Person 析构函数的调用
Person 析构函数的调用

3)构造函数的调用:

void test01()
{
	//3、隐式转换法
    Person p4 = 10; //相当于 写了 Person(10); 
    Person p5 = p4; //拷贝构造

    cout << "p4的年龄:" << p4.age << endl;
    cout << "p5的年龄:" << p5.age << endl;
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

Person 有参构造函数的调用
Person 拷贝构造函数的调用
p4的年龄:10
p5的年龄:10
Person 析构函数的调用
Person 析构函数的调用
1.3 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。

示例代码

#include<iostream>
using namespace std;

//拷贝构造函数调用时机

//1、使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象

//2、值传递的方式给函数参数传值

//3、值方式返回局部对象
class Person
{
public:
	int m_Age;
	Person()
	{
		cout << "Person默认构造函数的调用" << endl;
	}
	Person(int age)
	{
		m_Age = age;
		cout << "Person有参构造函数的调用" << endl;
	}
	Person(const Person& p)
	{
		m_Age = p.m_Age;
		cout << "Person拷贝构造函数的调用" << endl;
	}
	~Person()
	{
		cout << "Person默认析构函数的调用" << endl;
	}
};

1、使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象。

//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  p1(20);
	Person  p2(p1);
	cout << "p2的年龄为:" << p2.m_Age << endl;
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

Person有参构造函数的调用
Person拷贝构造函数的调用
p2的年龄为:20
Person默认析构函数的调用
Person默认析构函数的调用

2、值传递的方式给函数参数传值

//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;
	doWork(p);
}

运行结果

Person默认构造函数的调用
Person拷贝构造函数的调用
Person默认析构函数的调用
Person默认析构函数的调用

3、值方式返回局部对象

//3、值方式返回局部对象
Person doWork03()
{
	Person p1;
	cout << "p1的地址为:" << (int*)&p1 << endl;
	return p1;
}
void test03()
{
	Person p = doWork03();
	cout << "p的地址为:" << (int*)&p << endl;
}

运行结果

Person默认构造函数的调用
010FF894
Person拷贝构造函数的调用
Person默认析构函数的调用
010FF98C
Person默认析构函数的调用

运行结果(VS2022)编译器会优化

Person默认构造函数的调用
p1的地址为:000000B083EFF5D4
p的地址为:000000B083EFF5D4
Person默认析构函数的调用
1.4 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。

示例代码

#include<iostream>
using namespace std;
//构造函数的调用规则
//1、创建一个类,C++编译器会给每个类都添加至少三个函数
//默认构造(空实现)
//析构函数(空实现)
//拷贝构造(值拷贝)

//2、
// 如果我们写了有参构造函数,编译器就不再提供默认构造,依然提供拷贝构造
// 如果我们写了拷贝构造函数,编译器就不再提供其他普通构造函数了

class Person
{
public:
	int m_Age;
	Person()
	{
		cout << "Person默认构造函数的调用" << endl;
	}
	Person(int age)
	{
		m_Age = age;
		cout << "Person有参构造函数的调用" << endl;
	}
	/*Person(const Person& p)
	{
		m_Age = p.m_Age;
		cout << "Person拷贝构造函数的调用" << endl;
	}*/
	~Person()
	{
		cout << "Person默认析构函数的调用" << endl;
	}
};

void test01()
{
	Person p;
	p.m_Age = 18;

	Person p2(p);
	cout << "p2的年龄为:" << p2.m_Age << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

Person默认构造函数的调用
p2的年龄为:18
Person默认析构函数的调用
Person默认析构函数的调用

可以看到我们定义了有参构造函数,而我们没有定义拷贝构造函数,但是编译器为我们提供了拷贝构造函数,将p.m_Age = 18值拷贝给了p2。

1.5 深拷贝与浅拷贝

深浅拷贝是面试经典问题,也是常见的一个坑。

浅拷贝:简单的赋值拷贝操作。

深拷贝:在堆区重新申请空间,进行拷贝操作。

示例代码

#include<iostream>
using namespace std;
//深拷贝与浅拷贝

class Person
{
public:
	int m_Age;
	int *m_Height; //身高
public:
	Person() 
	{
		cout << "Person的默认构造函数调用" << endl;
	}
	Person(int age, int height)
	{
		cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
		m_Age = age;
		m_Height = new int(height);
	}
	//自己实现拷贝构造函数,解决浅拷贝带来的问题
	Person(const Person& p)
	{
		cout << "Person 拷贝构造函数调用" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
		//m_Height = p.m_Height; 编译器默认实现就是这行代码
		//深拷贝操作
		m_Height = new int(*p.m_Height);
	}
	~Person()
	{
		//析构代码,将堆区开辟数据做释放操作
		if (m_Height != NULL)
		{
			delete m_Height;
			m_Height = NULL;
		}
		cout << "Person的默认析构函数调用" << endl; 
	}
};

void test01()
{
	Person p1(18,160);
	Person p2(p1);

	cout << "p1的年龄为:"  << p1.m_Age << " 身高为:" << *p1.m_Height << endl;
	
	cout << "p2的年龄为:" << p2.m_Age << " 身高为:" << *p2.m_Height << endl;
}

int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

Person的有参构造函数调用
Person 拷贝构造函数调用
p1的年龄为:18 身高为:160
p2的年龄为:18 身高为:160
Person的默认析构函数调用
Person的默认析构函数调用

假如,我们没有自行设计拷贝构造函数,那么编译器会默认为浅拷贝,也就是说首先p2析构,内存释放,然后p1析构,内存释放,然而此时对应内存已经释放过了,无法释放第二次,所以会报错。

浅拷贝的意思就是 p1.m_Height在堆区开辟内存,对应的地址为0x0011,而拷贝给p2.m_Height,它对应的地址也是0x0011。

而深拷贝也就是说, p1.m_Height在堆区开辟内存,对应的地址为0x0011,而拷贝给p2.m_Height,p2.m_Height开辟了一个新地址,0x0022,但是0x0011和0x0022的内容都是160。

总结:如果属性有在堆区开辟的,一定要自己提供拷贝构造函数,防止浅拷贝带来的问题。

文章来源:https://blog.csdn.net/m0_51993913/article/details/135095929
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