C++核心编程——4 类和对象- 4.2 对象的初始化和清理

于 2022-06-04 20:51:32 发布
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分类专栏： C++ 文章标签： c++ mfc 开发语言
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4.2 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，在某一天我们不用的时候也会删除一些自己信息数据保证安全
  • C++的面向对象中来源于生活，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
4.2.1 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++利用了构造函数和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，完成对象的初始化和清理。

​ 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，但其是空实现。

  • 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，构造函数有编译器自动调用，无需手动调用
  • 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. 程序在调用对象时会自动调用构造，无需手动调用，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，无需手动调用，而且只会调用一次
class Person
{
public:
	//1 创建创建构函数
	Person()
	{
		cout << "这是Person构造函数的调用" << endl;
	}
	//2 创建析构函数
	~Person()
	{
		cout << "这是Person析构函数的调用" << endl;
	}
};



void test01()
{
	Person p1;//在栈上的数据，test01执行完毕后，会释放这个对象
}

//主函数
int main()
{
	test01();
	cout << "*********" << endl;
	Person p2;
	system("pause");若不加pause，那么系统不会暂停，对象就会被释放
	return 0;
}
4.2.2 构造函数的分类及调用

​ 两种分类方式：

​ 按参数分为：有参构造和无参构造

​ 按类型分为：普通构造和构造拷贝

​ 三种调用方式：

​ 括号法

​ 显示法

​ 隐式转换法

class Person
{
public:
	int age;
	Person()
	{
		cout << "Person的无参调用" << endl;
	}
	Person(int a)
	{
		age = a;
		cout << "Person的有参调用" << endl;
	}
	//拷贝构造参数
	Person(const Person& p)
	{
		cout << "Person的拷贝构造参数调用" << endl;
		//将传入的人身上所有的属性，拷贝到我身上
		age = p.age;
	}
	//创建析构函数
	~Person()
	{
		cout << "Person析构函数调用" << endl;
	}
};

//调用
void test01()
{
	//1.括号法
	Person p1;
	Person p2(10);
	Person p3(p2);
	cout << "p2的年龄：" << p2.age << endl;
	cout << "p3的年龄：" << p3.age << endl;
	//注意事项
	//调用默认构造函数时，不要加()
	//因为下面这行代码，编译器会认为是一个函数的声明,不会认为在创建对象
	//Person p1();

	//2.显示法
	Person p4;//无参构造
	Person p5 = Person(10);//有参构造
	Person p6 = Person(p5);//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
	cout << "$$$" << endl;

	//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) === Person p3
	//Person(p3);

	//3.隐式转换法
	Person p7 = 10;//相当于 Person p7 = Person(10)
 }

//主函数
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
4.2.3 拷贝构造函数调用时机

​ C++中拷贝构造函数调用时机通常由三种情况

  • 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
class Person
{
public:
	int p_age;
	Person()
	{
		cout << "Person默认构造函数调用" << endl;
	}
	~Person()
	{
		cout << "Person析构函数调用" << endl;
	}
	Person(int age)
	{
		cout << "Person有参构造函数" << endl;
		p_age = age;
	}
	Person(const Person& p)
	{
		cout << "Person拷贝构造函数" << endl;
		p_age = p.p_age;
	}
};


//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
void test01()
{
	Person p1(20);
	Person p2(p1);
	cout << "p2的年龄：" << p2.p_age << endl;
}
//2.值传递的方式给函数参数传值
void doWork(Person p)
{

}
void test02()
{
	Person p;
	doWork(p);
}
//3.值方式返回局部对象
Person doWork2()
{
	Person p1;
	return p1;
}
void test03()
{
	Person p = doWork2();
}



//主函数
int main()
{
	test01();
	cout << "***********" << endl;
	test02();
	cout << "***********" << endl;
	test03();
	system("pause");
	return 0;
}
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. 默认拷贝构造参数，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++不会提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造
  • 如果用户定义拷贝构造参数，C++不会再提供其他构造函数
/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
//3、如果我们写了拷贝构造函数，编译器就不再提供其他构造函数
class Person
{
public:
	int p_age;
	/*Person()
	{
		cout << "Person默认构造函数调用" << endl;
	}*/
	/*Person(int age)
	{
		cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
		p_age = age;
	}*/
	Person(const Person& p)
	{
		cout << "Person拷贝构造函数调用" << endl;
		p_age = p.p_age;
	}
	~Person()
	{
		cout << "Person析构函数调用" << endl;
	}
};

//void test01()
//{
//	Person p;
//	p.p_age = 18;
//	Person p2(p);
//	cout << "p2的年龄：" << p2.p_age << endl;
//}
//void test02()
//{
//	Person p(28);
//	Person p2(p);
//}
void test03()
{
	//Person p;//只提供拷贝构造函时，编译器不会提供其他构造函数
}

//主函数
int main()
{
	//test01();
	//test02();
	system("pause");
	return 0;
}
4.2.5 深拷贝与浅拷贝

​ 深拷贝时面试经典问题，也是常见的一个坑

  • 浅拷贝：简单的复制拷贝操作
  • 深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作
//深拷贝与浅拷贝
//浅拷贝带来的问题就是堆区的内存重复释放
class Person
{
public:
	int p_age;
	int* p_height;
	Person()
	{
		cout << "Person默认构造函数" << endl;
	}
	Person(int age,int height)
	{
		cout << "Person有参构造函数" << endl;
		p_age = age;
		p_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拷贝构造函数的调用" << endl;
		p_age = p.p_age;
		//p_height = p.p_height;//编译器默认实现就是这行代码
		//深拷贝操作
		p_height = new int(*p.p_height);
	}
	~Person()
	{
		//析构代码，将堆区开辟数据做释放操作
		if (p_height != NULL)
		{
			delete p_height;
			p_height = NULL;
		}
		cout << "Person析构函数" << endl;
	}
};

void test01()
{
	Person p1(18,160);
	cout << "p1的年龄：" << p1.p_age << " p1的身高：" << *p1.p_height << endl;
	Person p2(p1);
	cout << "p2的年龄：" << p2.p_age << " p2的身高：" << *p2.p_height << endl;
}

//主函数
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
4.2.6 初始化列表

​ 作用：

​ C++提供了初始化列表语法，用来初始化操作

​

​ 语法：构造函数():属性1(值1),属性2(值2)...{}

//初始化列表
class Person
{
public:
	int p_a;
	int p_b;
	int p_c;
	//传统初始化操作
	/*Person(int a, int b, int c)
	{
		p_a = a;
		p_b = b;
		p_c = c;
	}*/
	
	//初始化列表初始化属性
	Person(int a,int b,int c) :p_a(a), p_b(b), p_c(c)
	{

	}
};

void test01()
{
	Person p(10, 20, 30);
	cout << "p_a = " << p.p_a << endl;
	cout << "p_b = " << p.p_b << endl;
	cout << "p_c = " << p.p_c << endl;
}

//主函数
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
4.2.7 类对象作为类成员

​ C++类中的成员可以是另一个类的对象，我们称该成员为 对象成员

class A{}
class B
{
    A a;
}

B类中有对象A作为成员，A为对象成员

那么当创建B对象时，A与B的构造和析构的顺序时谁先谁后？

class Phone
{
public:
	Phone(string pName)
	{
		cout << "Phone的构造函数调用" << endl;
		p_PName = pName;
	}
	string p_PName;
	~Phone()
	{
		cout << "Phone析构函数调用" << endl;
	}
};

class Person
{
public:
	string p_Name;
	Phone p_Phone;
	Person(string name, string pName) :p_Name(name), p_Phone(pName)
	{
		cout << "Person的构造函数调用" << endl;
	}
	~Person()
	{
		cout << "Person析构函数调用" << endl;
	}
};

void test01()
{
	Person p("张三", "苹果MAX");
	cout << p.p_Name << "拿着" << p.p_Phone.p_PName << endl;
}
//当其他类对象作为本类成员，构造是先构造对象，再构造自身；析构的顺序相反
//主函数
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
4.2.8 静态成员

​ 静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static，称为静态成员

​ 静态成员分类：

  • 静态成员变量
    • 所有对象共享一份数据
    • 在编译阶段分配内存
    • 类内声明，类外初始化
  • 静态成员函数
    • 所有对象共享一个函数
    • 静态成员函数只能访问静态成员变量

**示例1：**静态成员变量

//静态成员变量
class Person
{
public:
	//1、所有对象都共享同一份数据
	//2、编译阶段就分配内存
	//3、类内声明，类外初始化操作
	static int p_A;
	//静态成员变量也是有访问权限的
private:
	static int p_B;
};
int Person::p_A = 100;//类外初始化
int Person::p_B = 300;

void test01()
{
	Person p;
	cout << p.p_A << endl;
	Person p2;
	p2.p_A = 200;
	cout << p.p_A << endl;
}
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
	//因此静态成员有两种访问方式
	//1、通过对象进行访问
	Person p;
	cout << p.p_A << endl;
	//2、通过类名进行访问
	cout << Person::p_A << endl;
	//cout << Person::p_B << endl;//类外访问不到私有静态成员变量
}

//主函数
int main()
{
	//test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

**示例2：**静态成员函数

//静态成员函数
//所有对象共享一个函数
//静态成员函数只能访问静态成员变量

class Person
{
public:
	//静态成员函数
	static void func()
	{
		//p_B = 100;//报错：静态成员函数不可以访问非静态成员变量，无法区分到底是那个对象的p_B
		p_A = 100;//静态成员变量可以访问静态成员变量
		cout << "static void func调用" << endl;
	}
	static int p_A;//静态成员变量
	int p_B;
	//静态成员函数也是有访问权限的
private:
	static void func2()
	{
		cout << "static void func2调用" << endl;
	}
};
int Person::p_A;
void test01()
{
	//1、通过对象访问
	Person p;
	p.func();
	//2、通过类名访问
	Person::func();
	//Person::func2();//类外访问不到私有的静态成员函数
}

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