二、对象的初始化和清理

文笙子

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于 2022-06-17 00:13:19 首次发布

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1、对象的初始化和清理

每个对象都会有初始设置以及对象校徽的清理数据的设置。

1.1 构造函数和析构函数

对象的初始化和清理；
编译器自动调用，完成对象初始化和清理工作；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，构造函数由编译器自动调用，无须手动调用。
析构函数：对象销毁前系统自动调用，执行一些清理工作。

构造函数：类名（）{ }
无返回值，无须void；
函数名与类名相同；
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：~类名（）{ }
无返回值，无须void；
函数名与类名相同，前加上~；
不可以有参数，不可以重载；
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；

class Person
{
public:
	Person()
	{
		cout << "Person 构造函数的调用" << endl;
	}

	~Person() //对象调用完释放了
	{
		cout << "Person 析构函数的调用" << endl;
	}
};

void test01()
{
	Person p; //栈上数据，test01执行完毕后，释放这个对象
}

//当把Person p;写在main函数中，此时就只用构造没有析构了， 
//因为写在test01中，调用完就释放了，而写在main函数中调用完并不会立即释放

int main()
{
	test01();
	return 0;
}

小结：对象初始化与清理；构造和析构的特性。

1.2 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：普通构造和拷贝构造
三种调用方法：
括号法；显示法；隐式转换法；

分类代码展示：

class Person
{
public:
	Person() //无参构造or默认构造
	{
		cout << "Person 无参构造函数的调用" << endl;
	}

	Person(int a) //有参构造
	{
		age = a;
		cout << "Person 有参构造函数的调用" << endl;
	}

	Person(const Person &p) //拷贝构造函数
	{
		age = p.age; //将传入的人身上的所有属性拷贝到我身上
		cout << "Person 拷贝构造的调用" << endl;
	}

	~Person() 
	{
		cout << "Person 析构函数的调用" << endl;
	}

	int age;
};

调用代码展示：

//调用
void test01()
{
	//1、括号法
	Person p1; //默认构造函数调用
	Person p2(10); //有参构造函数
	Person p3(p2); //拷贝构造函数调用

	//注意事项1
	//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();

	cout << "p2的年龄为: " << p2.age << endl;  //10
	cout << "p3的年龄为: " << p3.age << endl;  //10


	//2、显示法
	Person p;
	Person p2 = Person(10); //有参构造
	Person p3 = Person(p2); //拷贝构造

	Person(10); //匿名对象，特点：当前执行结束后，系统会立即回收掉匿名对象
	//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 p4 = 10; //相当于写了 Person p4 = Person(10); 有参构造
	Person p5 = p4; //拷贝构造

}

小结：两种分类，三种调用。

1.3 拷贝构造函数调用时机

什么场景下使用拷贝构造函数？
①、使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
②、值传递的方式给函数参数传递
③、以值方式返回局部对象

class Person
{
public:
	Person()
	{
		cout << "Person默认构造函数调用" << endl;
	}

	Person(int age)
	{
		cout << "Person有参构造函数调用" << endl;
		m_Age = age;
	}

	Person(const Person& p)
	{
		cout << "Person拷贝构造函数调用" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
	}
	
	~Person()
	{
		cout << "Person析构函数调用" << endl;
	}
	int m_Age;
};

//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的年龄为：" << p2.m_Age << endl;
}

//②、值传递的方式给函数参数传递
void doWork(Person p)
{

}
void test02()
{
	Person p;
	doWork(p);
}

//③、以值方式返回局部对象
Person doWork2()
{
	Person p1;
	cout << (int*)&p1 << endl; //p1和p的地址不一样。
	return p1;
}
void test03()
{
	Person p = doWork2(); //调用完doWork2()后，重写创建一个P用来接收
	cout << (int*)&p << endl;
}

小结：三种场景，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递；以值方式返回局部对象。

1.4 构造函数调用规则

默认情况下，创建一个类，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、默认拷贝构造函数，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++不在提供默认无参构造，但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

一、创建一个类，C++编译器至少给一个类添加3个函数

class Person
{
public:
	Person()
	{
		cout << "Person默认构造函数调用" << endl;
	}

	Person(int age)
	{
		cout << "Person有参构造函数调用" << endl;
		m_Age = age;
	}

	Person(const Person& p)
	{
		cout << "Person拷贝构造函数调用" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
	}
	int m_Age;
};

void test01()
{
	Person p1;
	p1.m_Age = 18;
	Person p2(p1);

	cout << "p2的年龄为：" << p2.m_Age << endl;
int main()
{
	test01();
	return 0;
}

二、如果我们写了有参构造函数，编译器就不再提供默认构造，依然提供拷贝构造函数
如果我们写了拷贝构造函数，编译器就不再提供其他普通构造函数了。

1.5 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。

class Person
{
public:
	Person()
	{
		cout << "Person默认构造函数调用" << endl;
	}

	Person(int age, int height)
	{
		m_Age = age;
		m_Height = new int(height);
		cout << "Person有参构造函数调用" << endl;
	}

	~Person()
	{
		cout << "Person的析构函数调用" << endl;
	}
	int m_Age; //年龄
	int *m_Height; //身高(为什么要用指针，因为要把它创在堆区)
};

void test01()
{
	Person p1(18, 160);
	cout << "p1的年龄为：" << p1.m_Age << "身高为：" << *p1.m_Height << endl;

	Person p2(p1);
	cout << "p2的年龄为：" << p2.m_Age << "身高为：" << *p2.m_Height << endl;
}

int main()
{
	test01 ();
	return 0;
}

但是如果将上述代码中的析构函数代码改为如下，报错：

~Person()
	{
		//析构代码，将堆区开辟数据做释放操作
		if (m_Height != NULL) {
			delete m_Height;
			m_Height = NULL;
		}
		cout << "Person的析构函数调用" << endl;
	}

这是因为如下图所示：
浅拷贝弊端

p1走p1的析构，p2走p2的析构，不会涉及重复释放的问题。

//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拷贝构造函数调用" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
		//m_Height = p.m_Height; 编译器默认实现这行代码
		//深拷贝操作

		m_Height = new int(*p.m_Height);
	}

小结：深拷贝的出现解决了浅拷贝重复释放从而产生野指针的问题。

1.6 初始化列表

C++提供了初始化列表语法，用来初始化属性。
语法：构造函数（）：属性1（值1）,属性2（值2），…，{ }

class Person
{
public:
	/*传统初始化操作
	Person(int a, int b, int c)
	{
		m_A = a;
		m_B = b;
		m_C = c;
	}
	*/
	//初始化列表初始化属性（注意冒号，形参赋初值）
	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);

	Person p(30, 20, 10);
	cout << "m_A = " << p.m_A << endl;
	cout << "m_B = " << p.m_B << endl;
	cout << "m_C = " << p.m_C << endl;
}

int main()
{
	test01 ();
	return 0;
}

1.7 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。
例如：

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是谁先谁后？

class Phone
{
public:
	Phone(string PName)
	{
		cout << "Phone的构造函数调用" << endl;
		m_PName = PName;
	}

	~Phone()
	{
		cout << "Phone的析构函数调用" << endl;
	}
	string m_PName;
};


class Person
{
public:
	//相当于  Phone m_Phone = pName; 隐式转换法
	Person(string name, string pName) : m_Name(name), m_Phone(pName) //赋初值
	{
		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;
};

//当其他类对象作为本类的成员，构造时候先构造其他类对象再构造自身，析构的顺序与构造相反
void test01()
{
	Person p("zhangsan", "huawei");
	cout << p.m_Name << "拿着：" << p.m_Phone.m_PName << endl;
}

int main()
{
	test01 ();
	return 0;
}

小结：当类中成员是其他类对象时，我们称为该成员为对象成员构造的顺序是：先调用对象成员的构造，再调用本类构造；析构顺序与构造相反。

1.8 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
静态成员分为：
@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
类内声明，类外初始化（否则无法正常访问）
@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

1.8.1 静态成员变量

class Person
{
public:
	
	static int m_A;
};

int Person :: m_A = 100;

void test01()
{
	Person p;
	cout << p.m_A << endl; //100

	Person p2;
	p2.m_A = 200; //数据共享可更改
	cout << p.m_A << endl; //200
}

int main()
{
	test01 ();
	return 0;
}

**静态成员变量不属于某个对象上，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。
1、通过对象进行访问
2、通过类名进行访问

class Person
{
public:
	
	static int m_A;
};

int Person :: m_A = 100;

void test02()
{
	//1、通过对象进行访问
	Person p;
	cout << p.m_A << endl; //100

    //2、通过类名进行访问
	cout << Person::m_A << endl; //100
}

int main()
{
	test02 ();
	return 0;
}

此前，非静态只能通过创建一个对象来访问；而静态成员变量可直接通过类名进行访问。

静态成员变量也是有访问权限的。
私有类外访问不了。

class Person
{
public:
	
	static int m_A;
private:
	static int m_B;
};

int Person :: m_A = 100;
int Person::m_B = 200;

void test()
{
	cout << Person::m_A << endl; //100

	//cout << Person::m_B << endl; //16行访问不了

}

int main()
{
	test ();
	return 0;
}

1.8.2 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。

class Person
{
public:
	//静态成员函数
	static void func()
	{
		m_A = 100; //静态成员函数可以访问静态成员变量
		//m_B = 200; //静态成员函数不可以访问非静态成员变量,因为无法区分是哪个对象的m_B属性 
		cout << "static void func 调用" << endl;
	}

	static int m_A; //静态成员变量
	int m_B; //非静态成员变量

	//静态成员函数也是有访问权限的
private:
	static void func2()
	{
		cout << "static void func2的调用" << endl;
	}
};

int Person::m_A = 0;

void test()
{
	//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

}

int main()
{
	test ();
	return 0;
}