C++之详解构造函数

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前言

本篇文章将带领大家详细说明C++类和对象中，6大默认成员函数之一的构造函数。
考虑到大家可能不太喜欢看把一大堆知识点整合在一起的万字长文，所以我就把万字长文分开几个部分，用较少的内容说清楚一块内容，让大家读起来也不那么累。当然喜欢读万字长文的朋友们也别着急，在我把每一部分都写完之后会整合到一起，在发一个整合的万字长文。

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六大成员函数

如果一个类中什么成员都没有，简称为空类。
但是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。
默认成员函数就是：如果用户没有自己去编写如何实现这几个函数，那么编译器就会自动帮你生成。如果用户写了，那编译器就不会自动生成了。

构造函数

1. 为什么要有构造函数

我们先实现一个日期类，用这个日期类来说明。

#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 t1;
    t1.Init(2024, 1, 21);
    t1.Print();
    Date t2;
    t2.Init(2024, 1, 23);
    t2.Print();
    return 0;
}

我们可以看到，每设置一个对象比如t1、t2，想要初始化对象中的内容是每次都得自己手动调用成员函数Init（），是不是很烦呢？那有没有什么方法可以让事情变得简单一点，比如在对象创建时，就将信息设置进去呢？
当然有，那就是接下来要说的构造函数。

2. 构造函数的概念与用法

（1）概念

构造函数是一个特殊的成员函数

• 函数名与类名相同;
• 创建类类型对象时由编译器自动调用（自动挡，非手动挡）;
• 保证每个数据成员都有一个合适的初始值，并且对象整个生命周期内只调用一次。

构造函数的意义：能够保证对象被 初始化 (init) 。
构造函数是特殊的成员函数，主要任务是初始化，而不是开空间（虽然构造函数的名字叫构造）。
可以看到我们完成了初始化工作

（2）用法

构造函数的定义
类名（形参）
{
内容
}
形参可以有好几个也可以没有，会构成函数重载。

上图中我们定义了两个构造函数一个无参数，一个三个参数，它们之间构成函数重载。

使用方法
由上图可得，我们想要调用无参的构造函数那就直接实例化对象就行，啥也不用管。如果你想要调用三参数的构造函数，那就在实例化对象之后加个（），里面填上你想要的数据即可。

3. 构造函数的特性

1. 函数名与类名相同。（比如类名叫Date，那么构造函数名就叫Date）
2. 无返回值。（返回值啥都没有，可不是void啊）

• 这里要说明一下，无返回值是根本没有返回值这个东西，不是返回值为空（void）
  

3. 对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。

• 就是这个构造函数会在对象实例化时编译器自动调用，不用你自己调用，甚至自己调用会报错。
  
• 可以看到，我们并没有调用构造函数，但它却输出了“调用了构造函数Date”说明了编译器自动帮我们调用了。是自动挡，不是手动挡。如果你非要手动调用，那是会报错的哦。
  

4. 构造函数可以重载。（无参构造函数和有参构造函数构成函数重载）
5. 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。

• 这里我们把构造函数全部注释掉之后，编译器会自动生成一个无参构造函数，在实例化对象之后，就会调用该构造函数。
  

6. 关于编译器生成的默认成员函数，很多同学会有疑惑：不实现构造函数的情况下，编译器会生成默认的构造函数。但是看起来默认构造函数又没什么用？d对象调用了编译器生成的默认构造函数，但是d对象_year/_month/_day，依旧是随机值。也就说在这里编译器生成的默认构造函数并没有什么用？

• 解答：C++把类型分成内置类型(基本类型)和自定义类型。内置类型就是语言提供的数据类型，如：int/char…，自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型，看看下面的程序，就会发现编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员_t调用的它的默认成员函数。

#include <iostream>
using namespace std;

class Time
{
public:
	Time()
	{
		cout << "Time()" << endl;
		_hour = 0;
		_minute = 0;
		_second = 0;
	}
private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};
class Date
{
private:
	// 基本类型(内置类型)
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	// 自定义类型
	Time _t;
};
int main()
{
	Date d;
	return 0;
}

我们可以看到，我们在Date类中是没有写构造函数的，这里运行代码使用过的是编译器生成的默认构造函数，可见这个默认构造函数调用的_t的构造函数。而_t的数据类型是自定义类型。而对内置类型没有任何处理，这里的内置类型是随机值。

注意：C++11 中针对内置类型成员不初始化的缺陷，又打了补丁，即：内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值。
这样就解决了调用编译器生成的构造函数内置类型是随机值的问题。

总结：

1. C++中将数据类型分为内置类型如：int/char…，和使用class/struct/union等自己定义的类型。
2. 对于编译器生产的默认构造函数来说，它会调用自定义类型的构造函数，但不会对内置类型进行处理，这也是内置类型是随机值的原因。
3. C++11中内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值来解决针对内置类型成员不初始化的缺陷

7. 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。

4.默认构造函数

构造函数是可以全缺省的。意思就是在函数形参中给定一个初始值，在调用这个函数是，不过不传参数，那就使用默认的缺省值，如果传参了，那就使用传的参数。
如图我们实现了一个全缺省的构造函数，如果没有传参，那就默认year=2000, month=2, day=2，如果传了参数t2（2024，1，23）那就使用传的参数而不是缺省值。

在C++中类的默认构造函数有三个。

1. 无参数的构造函数
2. 全缺省的构造函数
3. 编译器自动生成的构造函数

• 这里有一个问题就是无参数的构造函数和全缺省的构造函数是不能同时写出来的，因为这俩构造函数调用方法都是Date t1，就会导致不知道应该调用哪个构造函数，是无参的呢？还是全缺省的呢？
  
  删掉一个就好了。

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总结

1. 函数名与类名相同。

2. 无返回值。

3. 对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。

4. 构造函数可以重载。

5. 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。

6. 关于编译器生成的默认成员函数，很多童鞋会有疑惑：不实现构造函数的情况下，编译器会生成默认的构造函数。但是看起来默认构造函数又没什么用？d对象调用了编译器生成的默认构造函数，但是d对象_year/_month/_day，依旧是随机值。也就说在这里编译器生成的默认构造函数并没有什么用？？
   解答：C++把类型分成内置类型(基本类型)和自定义类型。内置类型就是语言提供的数据类型，如：int/char…，自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型，看看下面的程序，就会发现编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员_t调用的它的默认成员函数。

7. C++11 中针对内置类型成员不初始化的缺陷，又打了补丁，即：内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值。

8. 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。