【C++笔记】构造函数与析构函数相关知识

一、构造函数和析构函数

对象的初始化和清理是两个非常重要的安全问题。

一个对象或变量没有初始状态，对其使用后果未知
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++使用构造函数和析构函数解决这两个问题，这两个函数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：创建对象时为对象的成员属性赋值
析构函数：对象销毁前执行清理工作

构造函数语法：类名(){}

构造函数，没有返回值也不写void
函数名称与类名相同
构造函数可以有参数，因此可以发生重载
程序在调用对象时会自动调用构造，无须手动调用，而且只会调用一次。

析构函数语法：~类名(){}

析构函数，没有返回值也不写void
函数名称与类名相同，在名称前加上~
析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载
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

#include <iostream>
using namespace std;class Person{
public://构造函数，进行初始化操作//构造函数没有返回值 不用写void//函数名与类名相同//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，而且只调用一次Person(){cout << "Person的构造函数" << endl;}//析构函数，执行清理操作//没有返回值，不写void//函数名和类名相同，前面加~//不可以有参数，不可以发生重载//创建对象的时候，构造函数会自动调用，而且只调用一次~Person(){cout << "Person的析构函数" << endl;}};void test(){Person p;
}int main(){test();Person p;system("Pause");return 0;
}

二、构造函数的分类及调用

分类方式：

按参数分：有参构造和无参构造
按类型分：普通构造和拷贝构造

//普通构造、无参构造（默认构造）
Person(){cout << "无参构造函数的调用" << endl;
}
//普通构造、有参构造
Person(int a){age = a;cout << "有参构造函数的调用" << endl;
}
//拷贝构造
Person(const Person &p){//将传入的类中所有的属性传到此对象上age = p.age;cout << "拷贝构造函数的调用" << endl;
}

调用方式：

括号法

Person p1;       //调用无参构造函数
Person p2(10);  //调用有参构造函数
Person p3(p2);  //调用拷贝构造函数

注：调用默认构造函数的时候，不要加()

因为 Person p1(); ，编译器会认为是一个函数的声明

显示法

Person p1;               //调用无参构造函数
Person p2 = Person(10);    //调用有参构造函数
Person p3 = Person(p2);    //调用拷贝构造函数

Person(10) 是匿名对象。

特点：当前行执行结束后，系统会立即回收掉匿名对象。

不要用拷贝构造函数初始化匿名对象

Person(p3); //报错重定义

编译器会认为 Person (p3) 等价于 Person p3;

隐式转换法

Person p1;       //调用无参构造函数
Person p2 = 10;    //调用有参构造函数
Person p3 = p2;    //调用拷贝构造函数

Person p2 = 10; 相当于 Person p2 = Person(10);

三、拷贝构造函数调用时机

C++中拷贝构造函数的调用时机通常有以下情况

使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
以值传递的方式给函数参数传值

例：
#include<iostream>
using namespace std;class Person{
public:Person(){cout << "默认构造函数调用" << endl;}Person(int age){m_Age = age;cout << "有参构造函数调用" << endl;}Person(const Person &p){m_Age = p.m_Age;cout << "拷贝构造函数调用" << endl;}~Person(){cout << "析构函数调用" << endl;}int m_Age;};//用已经创建完毕的对象初始化一个新对象
void test01(){Person p1(20);Person p2(p1);  //调用拷贝构造函数cout << "p2的年龄为：" << p2.m_Age << endl;
}//值传递的方式给函数参数传值
void doWork(Person p){}//值传递相当于 Person p = p 的隐式写法
void test02(){Person p;doWork(p);   //调用拷贝构造函数
}int main(){//test01();//test02();test03;system("pause");return 0;
}

四、构造函数调用规则

默认情况下，c++中类至少有三个函数

默认构造函数（无参，函数体为空）
默认析构函数（无参，函数体为空）
默认拷贝构造函数，对属性值进行拷贝

构造函数调用规则：

如果用户定义了有参构造函数，c++不再提供默认无参构造，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

五、深拷贝与浅拷贝

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

例1：浅拷贝的问题，此程序的问题是，m_Height指向的区域，经过两次析构函数的调用，被重复释放了。
#include<iostream>
using namespace std;class Person{
public:Person(){cout << "默认构造函数调用" << endl;}Person(int age, int height){m_Age = age;m_Height = new int(height);cout << "有参构造函数调用" << endl;}~Person(){//析构函数，将堆区开辟的数据做释放操作if (m_Height != NULL){delete m_Height;m_Height = NULL;}cout << "析构函数调用" << endl;}int m_Age;int *m_Height; //身高数据开辟到堆区};void test01(){Person p1(21, 160);cout << "P1的年龄为：" << p1.m_Age << "\t身高为：" << *p1.m_Height << endl;Person p2(p1);cout << "P1的年龄为：" << p1.m_Age << "\t身高为：" << *p2.m_Height << endl;
}int main(){test01();system("pause");return 0;
}

解决方法：自己实现拷贝构造函数，解决浅拷贝带来的问题Person(const Person &p){m_Age = p.m_Age;//m_Height = p.m_Height;//编译器默认实现的是这行代码m_Height = new int(*p.m_Height);cout << "拷贝构造函数调用" << endl;}

六、初始化列表

**作用：**为类中的属性进行初始化操作

语法：构造函数(): 属性1(值1),属性2(值2)...{}

**优点：**类成员存在常量时，只能初始化而不能赋值；类成员存在引用时，只能初始化不能赋值；提高效率。

#include <iostream>
using namespace std;class Person{
public://传统的初始化//Person(int a, int b, int c){// m_A = a;// m_B = b;// m_C = c;//}//初始化列表进行初始化Person(int a, int b, int c):m_A(a),m_B(b),m_C(c){}int m_A;int m_B;int m_C;
};void test01(){Person p(10,20,30);cout << "m_A = " << p.m_A << endl;cout << "m_B = " << p.m_B << endl;cout << "m_B = " << p.m_B << endl;
}int main(){test01();system("pause");return 0;
}

七、类对象作为类成员

C++中类的成员可以是另一个类的对象，一般称该成员为对象成员

class A{};
class B{A a;
};

当其它类的对象作为本类成员

构造时：先构造类对象，再构造自身。

析构时：顺序与构造相反。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;//手机类
class Phone{
public:Phone(string brand){m_Brand = brand;cout << "Phone的构造函数调用" << endl;}~Phone(){cout << "Phone的析构函数调用" << endl;}string m_Brand;//品牌
};//人类
class Person{
public://这里的m_Phone(brand)相当于使用括号法Phone m_Phone(brand)创建对象Person(string name, string brand):m_Name(name),m_Phone(brand){cout << "Person的构造函数调用" << endl;}~Person(){cout << "Person的析构函数调用" << endl;}string m_Name;Phone m_Phone;
};void test01(){Person p("Huffie","Huawei");cout << p.m_Name << " with " << p.m_Phone.m_Brand << endl;
}int main(){test01();system("pause");return 0;
}

八、静态成员

静态成员就是在成员变量和成员函数前加上static

静态成员变量：
- 所有对象共享同一份数据
- 在编译阶段分配内存（全局区）
- 类内声明，类外初始化

静态成员变量有两种访问方式（若为私有权限，类外无法访问）：
通过对象访问
Person p;
cout << p.m_A << endl;
通过类名访问
cout << Person::m_A << endl;

#include<iostream>
using namespace std;class Person{
public://类内声明static int m_A;
private:static int m_B;
};
//类外初始化
int Person::m_A = 100;
int Person::m_B = 200;void test01(){Person p1;cout << p1.m_A << endl;  //输出100Person p2;p2.m_A = 200;cout << p1.m_A << endl;  //输出200，说明数据共享
}void test02(){//静态成员变量不属于某个对象，所有对象都共享同一份数据，因此静态成员变量有两种访问方式//通过对象访问Person p;cout << p.m_A << endl;//通过类名访问cout << Person::m_A << endl;//cout << Person::m_B << endl;错误，私有权限类外访问不到
}int main(){test01();test02();system("pause");return 0;
}

静态成员函数
- 所有对象共享同一个函数
- 静态成员函数只能访问静态成员变量

静态成员函数有两种访问方式（若为私有权限，类外同样无法访问）：
通过对象访问
Person p;
p.func();
通过类名访问
Person::func();

#include<iostream>
using namespace std;class Person{
public://静态成员函数static void func(){m_A = 100;//m_B = 200;静态成员函数不可以访问非静态成员变量cout << "static void func的调用" << endl;}//静态成员变量static int m_A;//非静态成员变量int m_B;private://静态成员函数也是有访问权限的static void func2(){cout << "static void func2的调用" << endl;}};int Person::m_A = 0;void test01(){//通过对象访问Person p;p.func();//通过类名访问Person::func();//Person::func2();类外无法访问私有的静态成员函数
}int main(){test01();system("pause");return 0;
}

参考：黑马程序员匠心之作|C++教程从0到1入门编程,学习编程不再难
链接：https://www.bilibili.com/video/BV1et411b73Z

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