在编写C++程序的时候,我们会为特定某一类对象申明类类型,几乎我们申明的每一个class都会有一个或多个构造函数、一个析构函数、一个赋值运算符重载=、以及拷贝构造函数。这些函数控制着类对象的基础操作,确保新定义的对象的初始化、完成对象撤销时的清理工作、赋予对象新值。如果这些函数的操作出错,则会导致严重的后果,所以确保这些函数的操作行为正常是非常重要的。
一、编译器默认生成的函数
如果我们编写一个空类,编译器会为我们默认生成构造函数、析构函数、赋值运算符、拷贝构造函数。
例如当我们定义
class Empty{ };
就好像我们写下了如下代码(红色是编译器默认生成)
class Empty{
public:
Empty(){....} //默认构造函数
Empty(const Empty &rhs){....} //默认拷贝构造函数
~Empty(){....} //默认析构构造函数
Empty& operator=(const Empty &rhs){....} //赋值运算符
Empty* operator&(){...} //取地址运算符
const Empty* operator&() const{...} //取地址运算法的const版本
};
1. 说明:(1)这些函数只有在被调用的时候,才会被编译器创建出来;
(2)四个函数都public且inline的;
(3)如果显示的定义了其中某一个函数,那么编译器就不会生成其对应的默认的版本;
(4)自定义的拷贝构造函数不仅会覆盖默认的拷贝构造函数,同时也会覆盖默认的构造函数,下面的函数class构造函数,不能通过编译


1 #include <iostream> 2 using namespace std; 3 class Empty 4 { 5 public: 6 Empty(const Empty &Copy){}; 7 }; 8 int main(int argc, char** argv) 9 { 10 Empty a; 11 return 0; 12 }
2. 实例:
下面的代码会让编译器创建默认的构造函数 Empty e1; //默认构造函数
Empty e2(e1);//拷贝构造函数
e2 = e1;//赋值运算符


1 #include <iostream>
2 using namespace std;
3
4 class Empty{
5
6 public:
7 Empty(){cout << "create" << endl;}
8 Empty(const Empty &Copy){ cout << "copy" << endl;}
9 Empty& operator=(const Empty &Assig){cout << "assign=" <<
10 endl;}
11 Empty* operator&(){cout << "&" << endl;}
12 const Empty* operator&() const {cout << "&1" << endl;}
13 ~Empty(){cout << "delete" << endl;}
14 };
15 int main()
16 {
17 Empty *e = new Empty(); // create
18 delete e; //delete
19 Empty e0; //create
20 const Empty e1; //create
21 Empty e2(e1); //copy
22 Empty e3; //create
23 e3 = e1;//assign=
24 cout << &e0 << endl;//& 0x602080
25 const Empty *p = &e1;//&1
26 cout << p << endl; //0x602080
27 return 0;
28 }
29 //e0,e1,e2,e3对象被撤销时候删除
30 delete
31 delete
32 delete
33 delete
二、构造函数
1. 构造函数的作用
构造函数是特殊的成员函数,用来在创建对象时完成对对象属性的一些初始化等操作, 当创建对象时, 对象会自动调用它的构造函数。
2. 默认构造函数
正如第一部分所述,如果没有为一个类显示定义任何构造函数、编译器将自动为这个类生成默认构造函数。默认构造函数将依据变量初始化的规则初始化类中的所有成员:
(1)对于具有类类型的成员,会调用该成员所属类自身的默认构造函数实现初始化;
(2)内置类型成员的初值依赖于对象如何定义,如果对象在全局作用域中定义或定义为静态局部对象,则这些成员将被初始化为0。如果对象在局部作用域中定义,则这些成员没有初始化;
(3)默认构造函数一般适用于仅包含类类型的成员的类;
(4)由于默认构造函数不会初始化内置类型的成员,所以必须显示定义类的构造函数。


1 #include <iostream>
2 using namespace std;
3 class Empty
4 {
5 public:
6 int a;
7 string s;
8 };
9
10 int main(int argc, char** argv)
11 {
12 Empty a;
13 cout << a.a << endl;//输出a的值随机
14 cout << a.s.size() << endl;//s是类类型被初始化为空串
15 }
3. 构造函数的特点
(1)在对象被创建时自动执行;
(2)构造函数的函数名与类名相同;
(3)没有返回值类型、也没有返回值;
(4)构造函数不能被显式调用;
4. 重载构造函数
可以为一个类申明的构造函数的数量没有限制,只要每个构造函数的形参表示唯一的。定义类对象的时候,实参指定使用哪个构造函数。比如我们定义类Sales_item,它的构造函数有三个,在定义类的新对象时,可以使 用这些构造函数中的任意 一个。


1 Class Sales_item{
2 public:
3 Sales_item(const std::string&);
4 Sales_item(std::istream&);
5 Sales_item();
6 };
7 int main()
8 {
9 Sales_item empty;//使用缺省的无参构造函数
10 Sales_item Primer_3rd_Ed("0-201-82470-1");
11 Sales_item Primer_4th_ed(cin);
12 return 0;
13 }
5. 构造函数自动执行
只要创建对应类类型的一个对象,编译器就运行一个构造函数。


1 Sales_item Primer_2nd("0-201-54848-8");//运行带string参数的构造函数 2 Sales_item *p = new Sales_item();//通过默认构造函数初始化该对象
6. 构造函数初始化列表
对象中的一些数据成员除了在构造函数体中进行初始化外,还可以通过构造函数初始化列表进行初始化,构造函数初始化列表只在构造函数的定义中而不是声明中指定。从概念上将讲,可以认为构造函数分两个阶段执 行:(1)初始化阶段;(2)普通计算阶段,计算阶段由构造函数函数体中的所有语句组成;(3)构造函数就是按照成员定义的次序初始化成员的次序。
不管成员是否在构造函数初始化列表中显式初始化,类类型的数据成员总是在初始化阶段初始化。初始化阶段发生在计算阶段开始之前。


1 Sales_item::Sales_item(const string &book): isbn(book), units_sold(0), revenue(0.0){}
说明:对于const类型成员、引用类型的成员变量都必须在构造函数初始化列表中进行初始化,例如下面的代码就是错误的,必须在初始化列表中对类成员变量进行初始化。


1 class ConstRef{ 2 public: 3 ConstRef(int ii); 4 private: 5 int i; 6 const int ci; 7 int &ri; 8 }; 9 ConstRef::ConstRef(int ii) 10 { 11 //赋值 12 i = ii; 13 ci = ii; //错误,不能对const成员赋值 14 ri = i;//不能对引用变量赋值 15 } 16 记住,可以初始化const对象或引用类型的对象,但不能对它们赋值。在开始执行构造函数体之前,要完成初始化。初始化const或引用类型的唯一机会是在构造函数初始化列表中。编写以上构造函数的正确方式为 17 ConstRef::ConstRef(int ii):i(ii), ci(i), ri(ii)
二、析构函数
构造函数的一个作用是自动获取资源。例如,构造函数可以分配一个缓冲区或打开一个文件,在构造函数中分配了资源之后,需要一个对应操作自动回收或释放资源。析构函数就是这样一个特殊函数,它可以完成所需资 源的回收,作为类的构造函数的补充。
1.何时调用析构函数
a.删除指向动态分配对象的指针
b.实际对象(而不是对象的引用)超出作用域时
c.撤销一个容器(不管是标准库容器还是内置数组)时,即超出容器的作用范围时
2.缺省析构函数
a.编译器总会为我们合成一个析构函数,其按照对象创建时的逆序撤销每个非static成员,因此,它按照成员在类中申明的次序的逆序撤销成员。
b.缺省的析构函数并不删除指针成员指向的对象
c.析构函数与赋值操作符和复制构造函数之间的一个重要区别是,及时我们自己编写了自己的析构函数,缺省的析构函数任然运行
d.对于类类型的对象,合成析构函数调用其析构函数完成对象的释放;对于内置类型的对象,合成析构函数则不做什么操作
3.何时编写显式析构函数
许多类不需要显式析构函数,尤其具有构造函数的类不一定需要定义自己的析构函数。仅在有些仅在有些工作需要析构函数完成时,才需要析构函数(显式的)。析构函数并不仅限于用来释放资源,一般而言,析构函数可以执行任意操作,该操作是类设计者希望该类对象在使用完毕后执行的。