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前言

        本文就来分享一波作者对构造函数和析构函数的学习心得与见解。

        笔者水平有限，难免存在纰漏，欢迎指正交流。

类的默认成员函数

总述

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

        默认成员函数：用户没有显式实现，编译器会自动生成的成员函数称为默认成员函数。

        其实是特殊的成员函数，我们不写，编译器会自己生成一个，而要是我们自己写了，编译器就不会生成了。

        隐含的意思是：对于有些类需要我们自己写；对于另外一些类，编译器默认生成就可以使用。

        我们在用C写数据结构时，就比如栈，其实很容易忘记初始化和销毁清理等操作，一个不留神就忘了，多少有点烦人，所以C++中就搞了个“自动化”。

构造函数

        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。

特性

        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（不写void）。
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;
     }
     //函数重载，允许构造函数不止一个
     Date(double year, double month, double day)
     {
         _year = year;
         _month = month;
         _day = day;
     }
     
 private:
     int _year;
     int _month;
     int _day;
 };
 ​
 void TestDate()
 {
     // 注意：如果通过无参构造函数初始化对象时，对象后面不用跟括号，否则就和函数声明混了，编译器怎么知道你是创建对象还是声明函数？
     Date d1; // 调用无参构造函数
     Date d2(2015, 1, 1); // 调用带参的构造函数
     
 }

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。

6. 关于编译器生成的默认成员函数，很多人会有疑惑：不实现构造函数的情况下，编译器会生成默认的构造函数。但是看起来默认构造函数又没什么用，就比如下面代码中，d对象调用了编译器生成的默认构造函数，但是d对象的_year、_month和_day依旧是随机值，编译器生成的默认构造函数真的没有什么用吗？

    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;
    }
   

        解答：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...和各种指针，自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型，编译器生成的默认构造函数会对自定类型成员调用的它的默认构造函数，而对于内置类型成员则不处理。

        是不是感觉有点怪？为什么不初始化一下内置类型成员呢？有可能是当时的设计缺漏，不过后来也进行了补救。

        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缺省值（不是初始化） 。

 class Date
 {
 private:
     // 基本类型(内置类型)
     int _year = 1970;
     int _month = 1;
     int _day = 1;
 };
 ​
 typedef int DataType;
 class Stack
 {
 private:
     DataType* _array = (DataType*)malloc(sizeof(int) * 4);//甚至可以这样，不过不推荐
     int _capacity = 4;
     int _size = 0;
 };

        如果现在有一些疑惑很正常，我们等到后面讲初始化列表的时候就豁然开朗了。

7. 不传参数就可以调用的构造函数被称为默认构造函数，默认构造函数只能有一个（多了会混）。

        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。

 class Date
 {
 public:
 //无参构造函数
     Date()
     {
         _year = 2001;
         _month = 3;
         _day = 5;
     }
 //全缺省构造函数
     Date(int year = 2002, int month = 4, int day = 2)
     {
         _year = year;
         _month = month;
         _day = day;
     }
 //半缺省构造函数
 //该函数需要传参，不是默认构造函数
     Date(int year, int month = 4, int day = 2)
     {
         _year = year;
         _month = month;
         _day = day;
     }
 private:
     int _year;
     int _month;
     int _day;
 };

其他细节：

        调用构造函数初始化其实有两种，一种是显示调用，比如：Date d1 = Date(2022, 10, 8);，另一种是隐式调用，比如Date d1(2022, 10, 8);。

        那你可能会问了，不对啊，不是说调用类函数需要让对象去调用吗，所以说不应该是Date d1 = d1.Date(2022, 10, 8)吗？其实不然，因为在构造函数构造出对象之前，对象是不存在的，因此构造函数被用来创建对象，而不能通过对象来调用。

        构造函数不仅仅可以用于初始化新对象，还可以用来拷贝赋值，比如：

 Date d1;
 d1 = Date(2022, 10, 8);

        显然d1对象已经存在，因此这里并不是初始化，而是将值赋予它。这其实是通过让程序调用构造函数创建一个新的、临时的对象，然后将其内容拷贝到d1，随后程序调用析构函数以删除该临时对象。

        C++11中可将列表初始化用于类，就比如这样：Date d1 = {2022, 10, 8}或Date d1{2022, 10, 8}。

析构函数

概念

        通过前面构造函数的学习，我们知道一个对象是怎么来的，那一个对象又是怎么没的呢？ ​ 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。

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++编译器自动调用析构函数

 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++;
     }
     // 其他方法...
     ~Stack()
     {
         if (_array)
         {
             free(_array);
             _array = NULL;
             _capacity = 0;
             _size = 0;
         }
     }
 private:
     DataType* _array;
     int _capacity;
     int _size;
 };
 void TestStack()
 {
     Stack s;
     s.Push(1);
     s.Push(2);
 }

        关于编译器自动生成的析构函数能起到什么作用呢？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，而对于内置类型成员则不处理。

 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;
 };
 ​
 class MyQueue
 {
 public:
     void push(int x)
     {
         //...
     }
 private:
     Stack pushST;
     Stack popST;
 };
 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没有显式提供析构函数，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，而是调用编译器为Date类生成的默认析构函数，该函数再调用Time类析构函数。

        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Date类；有资源申请时，一定要写，否则会造成资源泄漏，比如Stack类 。 （这里的资源不只是指动态内存，也有可能是文件流）

        总的来说，要面向需求，如果编译器默认生成的析构函数就可以满足需求，那不用自己写，如果不满足才要自己写。

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