C/C++ 之函数与初始化列表（七）-优快云博客

本文深入探讨C++中的虚函数、纯虚函数、析构函数及虚析构函数的用法，同时讲解了类构造函数初始化列表的重要性与使用技巧。通过实例代码展示如何实现多态和正确的资源管理。

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本篇文章将通过以下两个内容来进行介绍C与C++

C++虚函数、纯虚函数、析构函数及虚析构函数的用法总结
C++类构造函数初始化列表

一、 C++虚函数、纯虚函数、析构函数及虚析构函数的用法总结

1、虚函数与纯虚函数

虚函数的主要作用是建立抽象模型（构造函数就不能为虚函数，如果为，便无法构造一个对象了，但是析构函数可以是虚函数或纯虚函数），从而可以达到方便扩展系统的目的。而纯虚函数是是一种特殊的虚函数，可以说是虚函数的子集，纯虚函数不需要在基类中写函数实现，而虚函数不写函数实现就会报错。

为什么会有虚函数？
为了方便实现多态（其实主要目的是为了实现一种接口的效果，可以更好的表示客观世界），编程者常常需要在基类中定义虚函数。在很多情况下，基类本身生成对象是不合情理的。例如，动物作为一个基类可以派生出猴子、犀牛等子类，但动物本身生成对象明显不合理。为了解决上述问题，引入了纯虚函数的概念，将函数定义为纯虚函数，则编译器要求在派生类中必须予以重载以实现多态性。同时含有纯虚函数的类称为抽象类，它不能生成对象，而纯虚函数就是抽象类中用来交给派生类具体实现的方法。

class <类名>{
    virtual 函数返回值类型 虚函数名 (形参表){
        函数体 //这个是跟纯虚函数最大的区别
    }
    virtual <类型><函数名>(形参表) = 0;
}

代码实现

class A{
public:
    void f1() {
        cout << "A::f1" << endl;
    }
    virtual void f2() {
        cout << "A::f2" << endl;
    }
    virtual void f3() = 0;
};          

class B:public A {
public:
    void f1() {
        cout << "B::f1" << endl;
    }
    void f2() { //子类中virtual可以省略，但是显式会增加代码可读性
        cout << "B::f2" << endl;
    }
    void f3() {
        cout << "B::f3" << endl;
    }
};

int main(){
    A * a = new B();
    a->f1(); //普通函数会调用基函数，即A类的函数
    a->f2(); //多态，会调用子类重写基类的方法
    a->f3(); //多态，调用子类对纯虚函数的实现

    delete a;
    return 0;
}

2、析构函数与虚析构函数

为了防止内存的泄露，往往需要写析构函数（有构造函数调用，最好要对应一组析构函数），而析构函数和虚析构函数又有不同的地方，前者只会调用基类的析构函数，而后者会同时调用子类的析构函数。

析构函数

class A{
public:
    A() {
        cout << "A::A()" << endl;
    }
    ~A() {
        cout << "A::~A()" << endl;
    };
};          

class B:public A {
public:
    B() {
        cout << "B::B()" << endl;
    }
    ~B() {
        cout << "B::~B()" << endl;
    };
};

int main(){
    A * a = new B();

    delete a; //此时只会调用A的析构函数，不会调用B的析构函数，而事实上也调用了B的构造函数
    return 0;
}

虚析构函数

class A{
public:
    A() {
        cout << "A::A()" << endl;
    }
    virtual ~A() {
        cout << "A::~A()" << endl;
    };
};          

class B:public A {
public:
    B() {
        cout << "B::B()" << endl;
    }
    virtual ~B() {
        cout << "B::~B()" << endl;
    };
};

int main(){
    A * a = new B();

    delete a; //会调用A和B的析构函数，且跟构造函数的顺序相反，满足正常逻辑
    return 0;
}

二、C++类构造函数初始化列表

构造函数初始化列表以一个冒号开始，接着是以逗号分隔的数据成员列表，每个数据成员后面跟一个放在括号中的初始化式。例如：

class CExample 
public  
  int a；
  float b；
   //构造函数初始化列表
  CExample(): a(0),b(8.8)
   {} 
   //构造函数内部赋值
  CExample()
  {
      a=0;
      b=8.8;
   }
 };

上面的例子中两个构造函数的结果是一样的。上面的构造函数（使用初始化列表的构造函数）显式的初始化类的成员；而没使用初始化列表的构造函数是对类的成员赋值，并没有进行显式的初始化。

初始化和赋值对内置类型的成员没有什么大的区别，像上面的任一个构造函数都可以。对非内置类型成员变量，为了避免两次构造，推荐使用类构造函数初始化列表。但有的时候必须用带有初始化列表的构造函数： 1.成员类型是没有默认构造函数的类。若没有提供显示初始化式，则编译器隐式使用成员类型的默认构造函数，若类没有默认构造函数，则编译器尝试使用默认构造函数将会失败。
2.const成员或引用类型的成员。因为const对象或引用类型只能初始化，不能对他们赋值。初始化数据成员与对数据成员赋值的含义是什么？有什么区别？首先把数据成员按类型分类并分情况说明:
1.内置数据类型，复合类型（指针，引用）
在成员初始化列表和构造函数体内进行，在性能和结果上都是一样的
2.用户定义类型（类类型）
结果上相同，但是性能上存在很大的差别。因为类类型的数据成员对象在进入函数体前已经构造完成，也就是说在成员初始化列表处进行构造对象的工作，调用构造函数，在进入函数体之后，进行的是对已经构造好的类对象的赋值，又调用个拷贝赋值操作符才能完成（如果并未提供，则使用编译器提供的默认按成员赋值行为）

Note: 初始化列表的成员初始化顺序:
C++初始化类成员时，是按照声明的顺序初始化的，而不是按照出现在初始化列表中的顺序。
举例说明：

class CMyClass {
    CMyClass(int x, int y);
    int m_x;
    int m_y;
};
CMyClass::CMyClass(int x, int y) : m_y(y), m_x(m_y)
{
}

你可能以为上面的代码将会首先做m_y=I，然后做m_x=m_y，最后它们有相同的值。但是编译器先初始化m_x，然后是m_y,，因为它们是按这样的顺序声明的。结果是m_x将有一个不可预测的值。有两种方法避免它，一个是总是按照你希望它们被初始化的顺序声明成员，第二个是，如果你决定使用初始化列表，总是按照它们声明的顺序罗列这些成员。这将有助于消除混淆。
参考 https://www.cnblogs.com/BlueTzar/articles/1223169.html
https://blog.youkuaiyun.com/weixin_42276924/article/details/100568640
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