第 13.2 節
對象初始化和清理
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對象的初始化和清理
- 生活中我們買的電子產品都基本會有出廠設置，在某一天我們不用時候也會刪除一些自己信息數據保證安全
- C++中的面向對象來源於生活，每個對象也都會有初始設置以及 對象銷燬前的清理數據的設置。
構造函數和析構函數
對象的初始化和清理也是兩個非常重要的安全問題
一個對象或者變量沒有初始狀態，對其使用後果是未知
同樣的使用完一個對象或變量，沒有及時清理，也會造成一定的安全問題
c++利用了構造函數和析構函數解決上述問題，這兩個函數將會被編譯器自動調用，完成對象初始化和清理工作。
對象的初始化和清理工作是編譯器強制要我們做的事情，因此如果我們不提供構造和析構，編譯器會提供
編譯器提供的構造函數和析構函數是空實現。
- 構造函數：主要作用在於創建對象時為對象的成員屬性賦值，構造函數由編譯器自動調用，無須手動調用。
- 析構函數：主要作用在於對象銷燬前系統自動調用，執行一些清理工作。
構造函數語法：类名(){}
- 構造函數，沒有返回值也不寫void
- 函數名稱與類名相同
- 構造函數可以有參數，因此可以發生重載
- 程序在調用對象時候會自動調用構造，無須手動調用,而且只會調用一次
析構函數語法： ~类名(){}
- 析構函數，沒有返回值也不寫void
- 函數名稱與類名相同,在名稱前加上符號 ~
- 析構函數不可以有參數，因此不可以發生重載
- 程序在對象銷燬前會自動調用析構，無須手動調用,而且只會調用一次
class Person
{
public:
//构造函数
Person()
{
cout << "Person的构造函数调用" << endl;
}
//析构函数
~Person()
{
cout << "Person的析构函数调用" << endl;
}
};
void test01()
{
Person p;
}
int main() {
test01();
return 0;
}
運行/觀察結果： 運行後會按輸出語句打印對應內容，變量值可結合初始化、賦值和函數調用順序推導。
構造函數的分類及調用
兩種分類方式：
按參數分為： 有參構造和無參構造
按類型分為： 普通構造和拷貝構造
三種調用方式：
括號法
顯示法
隱式轉換法
示例：
//1、构造函数分类
// 按照参数分类分为 有参和无参构造 无参又称为默认构造函数
// 按照类型分类分为 普通构造和拷贝构造
class Person {
public:
//无参（默认）构造函数
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
}
//有参构造函数
Person(int a) {
age = a;
cout << "有参构造函数!" << endl;
}
//拷贝构造函数
Person(const Person& p) {
age = p.age;
cout << "拷贝构造函数!" << endl;
}
//析构函数
~Person() {
cout << "析构函数!" << endl;
}
public:
int age;
};
//2、构造函数的调用
//调用无参构造函数
void test01() {
Person p; //调用无参构造函数
}
//调用有参的构造函数
void test02() {
//2.1 括号法，常用
Person p1(10);
//注意1：调用无参构造函数不能加括号，如果加了编译器认为这是一个函数声明
//Person p2();
//2.2 显式法
Person p2 = Person(10);
Person p3 = Person(p2);
//Person(10)单独写就是匿名对象 当前行结束之后，马上析构
//2.3 隐式转换法
Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10);
Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4);
//注意2：不能利用 拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器认为是对象声明
//Person p5(p4);
}
int main() {
test01();
//test02();
return 0;
}
運行/觀察結果： 運行後會按輸出語句打印對應內容，變量值可結合初始化、賦值和函數調用順序推導。
拷貝構造函數調用時機
C++中拷貝構造函數調用時機通常有三種情況
- 使用一個已經創建完畢的對象來初始化一個新對象
- 值傳遞的方式給函數參數傳值
- 以值方式返回局部對象
示例：
class Person {
public:
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
mAge = 0;
}
Person(int age) {
cout << "有参构造函数!" << endl;
mAge = age;
}
Person(const Person& p) {
cout << "拷贝构造函数!" << endl;
mAge = p.mAge;
}
//析构函数在释放内存之前调用
~Person() {
cout << "析构函数!" << endl;
}
public:
int mAge;
};
//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 man(100); //p对象已经创建完毕
Person newman(man); //调用拷贝构造函数
Person newman2 = man; //拷贝构造
//Person newman3;
//newman3 = man; //不是调用拷贝构造函数，赋值操作
}
//2. 值传递的方式给函数参数传值
//相当于Person p1 = p;
void doWork(Person p1) {}
void test02() {
Person p; //无参构造函数
doWork(p);
}
//3. 以值方式返回局部对象
Person doWork2()
{
Person p1;
cout << (int *)&p1 << endl;
return p1;
}
void test03()
{
Person p = doWork2();
cout << (int *)&p << endl;
}
int main() {
//test01();
//test02();
test03();
return 0;
}
運行/觀察結果： 運行後會打印示例中的變量值或地址；地址值與運行環境有關，以同類對象的相對位置和指針變化為觀察重點。
構造函數調用規則
默認情況下，c++編譯器至少給一個類添加3個函數
1．默認構造函數(無參，函數體為空)
2．默認析構函數(無參，函數體為空)
3．默認拷貝構造函數，對屬性進行值拷貝
構造函數調用規則如下：
- 如果用戶定義有參構造函數，c++不在提供默認無參構造，但是會提供默認拷貝構造
- 如果用戶定義拷貝構造函數，c++不會再提供其他構造函數
示例：
class Person {
public:
//无参（默认）构造函数
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
}
//有参构造函数
Person(int a) {
age = a;
cout << "有参构造函数!" << endl;
}
//拷贝构造函数
Person(const Person& p) {
age = p.age;
cout << "拷贝构造函数!" << endl;
}
//析构函数
~Person() {
cout << "析构函数!" << endl;
}
public:
int age;
};
void test01()
{
Person p1(18);
//如果不写拷贝构造，编译器会自动添加拷贝构造，并且做浅拷贝操作
Person p2(p1);
cout << "p2的年龄为： " << p2.age << endl;
}
void test02()
{
//如果用户提供有参构造，编译器不会提供默认构造，会提供拷贝构造
Person p1; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错
Person p2(10); //用户提供的有参
Person p3(p2); //此时如果用户没有提供拷贝构造，编译器会提供
//如果用户提供拷贝构造，编译器不会提供其他构造函数
Person p4; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错
Person p5(10); //此时如果用户自己没有提供有参，会出错
Person p6(p5); //用户自己提供拷贝构造
}
int main() {
test01();
return 0;
}
運行/觀察結果： 運行後會按輸出語句打印對應內容，變量值可結合初始化、賦值和函數調用順序推導。
深拷貝與淺拷貝
深淺拷貝是面試經典問題，也是常見的一個坑
淺拷貝：簡單的賦值拷貝操作
深拷貝：在堆區重新申請空間，進行拷貝操作
示例：
class Person {
public:
//无参（默认）构造函数
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
}
//有参构造函数
Person(int age ,int height) {
cout << "有参构造函数!" << endl;
m_age = age;
m_height = new int(height);
}
//拷贝构造函数
Person(const Person& p) {
cout << "拷贝构造函数!" << endl;
//如果不利用深拷贝在堆区创建新内存，会导致浅拷贝带来的重复释放堆区问题
m_age = p.m_age;
m_height = new int(*p.m_height);
}
//析构函数
~Person() {
cout << "析构函数!" << endl;
if (m_height != NULL)
{
delete m_height;
}
}
public:
int m_age;
int* m_height;
};
void test01()
{
Person p1(18, 180);
Person p2(p1);
cout << "p1的年龄： " << p1.m_age << " 身高： " << *p1.m_height << endl;
cout << "p2的年龄： " << p2.m_age << " 身高： " << *p2.m_height << endl;
}
int main() {
test01();
return 0;
}
運行/觀察結果： 運行後會按輸出語句打印對應內容，變量值可結合初始化、賦值和函數調用順序推導。
總結：如果屬性有在堆區開闢的，一定要自己提供拷貝構造函數，防止淺拷貝帶來的問題
初始化列表
作用：
C++提供了初始化列表語法，用來初始化屬性
語法：构造函数()：属性1(值1),属性2（值2）... {}
示例：
class Person {
public:
////传统方式初始化
//Person(int a, int b, int c) {
// m_A = a;
// m_B = b;
// m_C = c;
//}
//初始化列表方式初始化
Person(int a, int b, int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {}
void PrintPerson() {
cout << "mA:" << m_A << endl;
cout << "mB:" << m_B << endl;
cout << "mC:" << m_C << endl;
}
private:
int m_A;
int m_B;
int m_C;
};
int main() {
Person p(1, 2, 3);
p.PrintPerson();
return 0;
}
運行/觀察結果： 運行後會按輸出語句打印對應內容，變量值可結合初始化、賦值和函數調用順序推導。
類對象作為類成員
C++類中的成員可以是另一個類的對象，我們稱該成員為 對象成員
例如：
class A {}
class B
{
A a；
}
運行/觀察結果： 這段偏語法定義，通常需要配合調用代碼一起編譯，重點看定義方式和使用位置。
B類中有對象A作為成員，A為對象成員
那麼當創建B對象時，A與B的構造和析構的順序是誰先誰後？
示例：
class Phone
{
public:
Phone(string name)
{
m_PhoneName = name;
cout << "Phone构造" << endl;
}
~Phone()
{
cout << "Phone析构" << endl;
}
string m_PhoneName;
};
class Person
{
public:
//初始化列表可以告诉编译器调用哪一个构造函数
Person(string name, string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName)
{
cout << "Person构造" << endl;
}
~Person()
{
cout << "Person析构" << endl;
}
void playGame()
{
cout << m_Name << " 使用" << m_Phone.m_PhoneName << " 牌手机! " << endl;
}
string m_Name;
Phone m_Phone;
};
void test01()
{
//当类中成员是其他类对象时，我们称该成员为 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
Person p("张三" , "苹果X");
p.playGame();
}
int main() {
test01();
return 0;
}
運行/觀察結果： 運行後會按輸出語句打印對應內容，變量值可結合初始化、賦值和函數調用順序推導。
靜態成員
靜態成員就是在成員變量和成員函數前加上關鍵字static，稱為靜態成員
靜態成員分為：
- 靜態成員變量
- 所有對象共享同一份數據
- 在編譯階段分配內存
- 類內聲明，類外初始化
- 靜態成員函數
- 所有對象共享同一個函數
- 靜態成員函數只能訪問靜態成員變量
**示例1 ：**靜態成員變量
class Person
{
public:
static int m_A; //静态成员变量
//静态成员变量特点：
//1 在编译阶段分配内存
//2 类内声明，类外初始化
//3 所有对象共享同一份数据
private:
static int m_B; //静态成员变量也是有访问权限的
};
int Person::m_A = 10;
int Person::m_B = 10;
void test01()
{
//静态成员变量两种访问方式
//1、通过对象
Person p1;
p1.m_A = 100;
cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;
Person p2;
p2.m_A = 200;
cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; //共享同一份数据
cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;
//2、通过类名
cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;
//cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; //私有权限访问不到
}
int main() {
test01();
return 0;
}
運行/觀察結果： 運行後會按輸出語句打印對應內容，變量值可結合初始化、賦值和函數調用順序推導。
**示例2：**靜態成員函數
class Person
{
public:
//静态成员函数特点：
//1 程序共享一个函数
//2 静态成员函数只能访问静态成员变量
static void func()
{
cout << "func调用" << endl;
m_A = 100;
//m_B = 100; //错误，不可以访问非静态成员变量
}
static int m_A; //静态成员变量
int m_B; //
private:
//静态成员函数也是有访问权限的
static void func2()
{
cout << "func2调用" << endl;
}
};
int Person::m_A = 10;
void test01()
{
//静态成员变量两种访问方式
//1、通过对象
Person p1;
p1.func();
//2、通过类名
Person::func();
//Person::func2(); //私有权限访问不到
}
int main() {
test01();
return 0;
}
運行/觀察結果： 運行後會按輸出語句打印對應內容，變量值可結合初始化、賦值和函數調用順序推導。