【C++初阶】简析构造函数、析构函数

“”

🌳一、构造函数、析构函数是什么？

我们大概都对C++语言中类的概念有所了解。

如果一个类中什么成员都没有，简称为空类。任何类在什么都不写时，编译器会自动生成6个默认成员函数。

class Date {};

其中两个最重要的成员函数就是构造函数和析构函数。其他的成员函数我们暂且不谈。

默认成员函数：用户没有显式实现，编译器会生成的成员函数称为默认成员函数。

显式实现我们可以理解为，自己另外书写了代码对相应函数进行了定义

🌳二、构造函数

🌵1.构造函数的概念

构造函数是一个特殊的成员函数，名字与类名相同,创建类类型对象时由编译器自动调用，以保证
每个数据成员都有一个合适的初始值，并且在对象整个生命周期内只调用一次。

对于一个类，以下面Date类为例，每建立一个对象，都要通过 Init 给对象初始化日期。

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
    void Init(int year, int month, int day)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }

    void print()
    {
        cout << _year << "-" << _month << "-" << _day;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    Date d1;
    d1.Init(2022, 10, 1);
    d1.print();

    Date d2;
    d2.Init(2022, 7, 6);
    d2.Print();

    return 0;
}

假如我们有一次性创建多个对象的需求，我们有没有办法让这些高重复度的信息在创建对象之初就设置好呢？

——答案是，有的，而且就是通过构造函数来实现。

🌵2、构造函数的特性

构造函数是特殊的成员函数，需要注意的是，构造函数虽然名称叫构造，但是构造函数的主要任
务并不是开空间创建对象，而是初始化对象。

其特征如下：

    1.函数名与类名相同

    2.无返回值

    3.对象**实例化时**编译器**自动调用**对应的构造函数

    4.构造函数可以重载

class Date
{
public:
    // 1.无参构造函数
    Date()
    {}

    // 2.带参构造函数
    Date(int year, int month, int day)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }

    void print()
    {
        cout << _year << "-" << _month << "-" << _day;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    Date d1; // 调用无参构造函数
    Date d2(2022, 1, 1); // 调用带参的构造函数
    d2.print();//要带括号

    // 注意：如果通过无参构造函数创建对象时，对象后面不用跟括号，否则就成了函数声明
    // 以下代码的函数：声明了d3函数，该函数无参，返回一个日期类型的对象
    // warning C4930: “Date d3(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?)
    Date d3();

    return 0;
}

上述无论是无参构造函数，亦或带参构造函数，都已将对象进行了显式定义，也就是将Date（）函数写了出来

注意：如果通过无参构造函数创建对象时，对象后面不用跟括号，否则就成了函数声明

d2.print; (err)

d2.print(); (pass)

Date d3; (err)

Date d3(); (pass)

5.如果类中没有显式定义构造函数，则C++编译器会自动生成一个无参的默认构造函数，一旦用户显式定义编译器将不再生成。

class Date
{
public:
    /*
    // 如果用户显式定义了构造函数，编译器将不再生成
    Date(int year, int month, int day)
    {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
    }
    */

    void Print()
    {
        cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    }

private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    // 将Date类中构造函数屏蔽后，代码可以通过编译，因为编译器生成了一个无参的默认构造函数
    // 将Date类中构造函数放开，代码编译失败，因为一旦显式定义任何构造函数，编译器将不再生成
    // 无参构造函数，放开后报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用
    Date d1;
    return 0;
}

为什么上述代码一旦加了显式定义的构造函数，就报错了呢？

实际上是因为，对象d1并不能上传满足 Date(int year, int month, int day) 需求的数据，同时也不能生成默认构造函数完成初始化，所以就报错了。

6.默认构造函数的作用——实现部分数据的自定义初始化

通过上面的学习，我们知道了，不实现显式构造函数的情况下，编译器会生成默认的构造函数。

通过简单的调试，我们很容易发现，虽然d对象调用了编译器生成的默认的构造函数，但是d对象_year/_month/_day，依旧是随机值。

那编译器生成的默认构造函数的作用又是什么呢？

解答如下：

C++把类型分成内置类型(基本类型)和自定义类型。

内置类型就是语言提供的数据类型，如：int/char...，自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型。

阅读下面的程序，就会发现编译器生成的默认构造函数，会对自定类型成员 _t 调用的它的默认成员函数（Time函数）。

class Time
{
public:
    Time()
    {
        cout << "Time()" << endl;
        _hour = 0;
        _minute = 0;
        _second = 0;
    }
private:
    int _hour;
    int _minute;
    int _second;
};

class Date
{
private:
    // 基本类型(内置类型)
    int _year;
    int _month;
    int _day;

    // 自定义类型——
    Time _t;
};

int main()
{
    Date d;
    return 0;
}

通过调试，我们可以清晰的观察到，在对象 d 初始化的过程中，调用了 Time 函数。

观察后我们得知，默认构造函数没有对内置类型进行处理，内置类型初始化后依旧是随机值，

但是自定义类型却会调用他的成员函数（这里是Time函数）帮助处理，使自定义类型可以在初始化阶段获取自己设置的值。

因此我们能得出结论：构造函数只对自定义类型做处理，对内置类型不做处理，

而默认构造函数的作用就在于，实现部分数据（自定义类型）的自定义初始化。

注意：C++11 中针对内置类型成员不初始化的缺陷，又打了补丁，即：内置类型成员变量在
类中声明时可以给默认值。

class Time
{
public:
    Time()
    {
        cout << "Time()" << endl;
        _hour = 0;
        _minute = 0;
        _second = 0;
    }
private:
    int _hour;
    int _minute;
    int _second;
};

class Date
{
private:
    // 基本类型(内置类型) - 可直接在这里给默认值
    int _year = 1970;
    int _month = 1;
    int _day = 1;
    // 自定义类型
    Time _t;
};

int main()
{
    Date d;
    return 0;
}

7.无参的构造函数和全缺省的构造函数都称为默认构造函数，并且默认构造函数只能有一个。

注意：无参构造函数、全缺省构造函数、我们没写编译器默认生成的构造函数，都可以认为是默认构造函数。

下面我们来看一段代码，你们觉得下面的代码能编译过去吗？

class Date
{
public:
    Date()
    {
        _year = 1900;
        _month = 1;
        _day = 1;
    }
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

//以下测试函数能通过编译吗？
void Test()
{
    Date d1;
}

答案是：不能！

上面的两个 Date函数分别是无参构造函数和全缺省构造函数，两者只能存在一个。

🌳三、析构函数

🌵1.析构函数的概念

通过前面构造函数的学习，我们知道C++中存在一个默认函数可以初始化对象，那C++中是否也存在一个默认函数，用于内存空间的清理呢？

有！那就是我们接下来学习的析构函数。

析构函数：与构造函数功能相反，析构函数不是完成对对象本身的销毁，局部对象销毁工作是由
编译器完成的。而对象在销毁时会自动调用析构函数，完成对象中资源的清理工作。

简单来说，析构函数并不销毁对象本身，它只完成对象中的资源清理。

🌵2.析构函数的特性

析构函数是特殊的成员函数，其特征如下：

    1.析构函数名是在类名前加上字符 ~ 。

    2.无参数无返回值类型。

    3.一个类只能有一个析构函数。若未显式定义，系统会自动生成默认的析构函数。               注意：析构函数不能重载

    4.对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数。

我们来看一则具体实例：

typedef int DataType;
class Stack
{
public:
    Stack(size_t capacity = 3)
    {
        _array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
        if (NULL == _array)
        {
            perror("malloc申请空间失败!!!");
            return;
        }
        _capacity = capacity;
        _size = 0;
    }

    void Push(DataType data)
    {
        // CheckCapacity();
        _array[_size] = data;
        _size++;
    }

    ~Stack()
    {
        if (_array)
        {
            free(_array);
            _array = NULL;
            _capacity = 0;
            _size = 0;
        }
    }

private:
    DataType* _array;
    int _capacity;
    int _size;
};

int main()
{
    Stack s;
    s.Push(1);
    s.Push(2);
    return 0;
}

通过调试，我们可以发现编译器在完成 s.Push(2) 后，在实现 return0 的同时，程序调用了~Stack析构函数 （这里是已经显式定义好了，所以可以直接调用）

1. 默认析构函数的作用

关于编译器自动生成的析构函数，是否会完成一些事情呢？

下面的程序我们会看到，编译器生成的默认析构函数，对自定类型成员调用它的析构函数。

class Time
{
public:
    ~Time()
    {
        cout << "~Time()" << endl;
    }
private:
    int _hour;
    int _minute;
    int _second;
};

class Date
{
private:
    // 基本类型(内置类型)
    int _year = 1970;
    int _month = 1;
    int _day = 1;
    // 自定义类型
    Time _t;
};

int main()
{
    Date d;
    return 0;
}

程序运行结束后输出：~Time()

在main方法中根本没有直接创建Time类的对象，为什么最后会调用Time类的析构函数？

因为：main方法中创建了Date对象d，而d中包含4个成员变量，其中_year, _month, _day三个是内置类型成员，销毁时不需要资源清理，最后系统直接将其内存回收即可；

而 _t 是Time类对象，所以在 d 销毁时，要将其内部包含的Time类的 _t 对象销毁，所以要调用Time类的析构函数。

但是：main函数中不能直接调用Time类的析构函数，实际要释放的是Date类对象，所以编译器会调用Date类的析构函数，而Date没有显式提供，则编译器会给Date类生成一个默认的析构函数，目的是在其内部调用Time类的析构函数，

即当Date对象销毁时，要保证其内部每个自定义对象都可以正确销毁，

main函数中并没有直接调用Time类析构函数，而是通过调用编译器为Date类生成一个默认的析构函数，在Date的析构函数内部调用Time类的析构函数

注意：创建哪个类的对象则调用该类的析构函数，销毁那个类的对象则调用该类的析构函数

6.如果类中没有申请资源时，析构函数可以不写，直接使用编译器生成的默认析构函数，比如我们上面说的Date类（只有变量）；有资源申请时（申请空间），一定要写，否则会造成资源泄漏，比如Stack类（栈）。

okk，大概讲的就那么多，兄弟们觉得不错可以支持一下😘