前言
在C嘎嘎中一个很重要的概念就是“类和对象”，而在一个类中比较重要的就是构造与析构，这篇文章便是讲解构造函数与析构函数的概念。
1. 类的默认成员函数
默认成员函数就是我们没有显示实现，但编译器会自动生成的成员函数被称为默认成员函数。
一个类编译器会默认生成6个默认成员函数，本篇文章主要讲述前4个。
针对于此需要从两个方面来了解：
- 当我们没有显示写的时候，编译器默认生成的函数行为是什么，能否满足我们的要求？
- 当不能满足我们要求时，该如何自己实现。
2. 构造函数
构造函数虽然名称叫构造，但主要任务并非是开空间创建对象，我们常使用的局部对象在函数栈帧创建时空间便已开辟好了。构造函数的主要功能是在实例化对象时，对对象进行初始化。
在C语言中我们实现一个数据结构，例如栈，队列这些一般需要写一个初始化的Init函数，而构造函数的本质就是代替了这些函数，使得在创建对象时便能完成初始化。
构造函数特点：
- 函数名与类名相同。
- 无返回值。
- 对象实例化时会自动调用对应的构造函数。
- 构造函数可以重载。
- 如果没有显示定义，则编译器会默认生成一个无参构造函数，当用户显示定义后编译器不再生成。
- 无参构造、全缺省构造、编译器默认生成的构造，都叫做默认构造函数，但是只能有一个存在。无参构造和全缺省构造虽然构成函数重载，但在调用时存在歧义。总结一下不传实参就可以调用的构造函数就叫做默认构造。
- 编译器默认生成的构造，对成员变量的初始化是不确定的，取决于编译器。对于内置类型成员变量初始化没有要求，但自定义成员变量没有构造函数便会报错。
#include<iostream>
using namespace std;
class Data
{
public:
// 无参构造
Data()
{
_year = 1;
_month = 1;
_day = 1;
}
// 带参构造
Data(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
// 全缺省构造
//Data(int year = 2000, int month = 12, int day = 31)
//{
// _year = year;
// _month = month;
// _day = day;
//}
void Print()
{
cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
// 无参构造
Data d1;
// 有参构造
Data d2(2025, 3, 7);
d1.Print();
d2.Print();
return 0;
}
两个栈实现一个队列：
#include<iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
Stack(int n = 4)
{
_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
if (_a == nullptr)
{
perror("malloc fail");
return;
}
_top = 0;
_capacity = n;
}
private:
STDataType* _a;
int _top;
int _capacity;
};
// 两个stack实现一个队列
class Queue
{
public:
// 编译器默认生成的构造调用了Stack中的构造，完成了两个成员的初始化
private:
Stack s1;
Stack s2;
};
int main()
{
Queue q1;
return 0;
}
3. 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，因为局部对象是存在于函数栈帧中的，函数结束栈帧销毁，对象自然释放。而析构函数会在对象销毁时自动调用，目的是完成对象中资源的清理释放。功能类似于C语言中数据结构手动实现的Destroy函数，而在上面的Data类中，没有动态开辟等向操作系统申请的资源，所以不需要释放，也就不需要析构函数。
析构函数的特点：
- 析构函数命名是在类名前加字符~。
- 无参无返回值。
- 一个类中只能有一个析构函数，若未显示定义，编译器自动生成的。
- 对象生命周期结束后，自动调用析构函数。
- 编译器自动生成的析构函数对内置类型成员不做处理，自定义类型成员会调用其自己的析构函数。
- 如类中没有申请的资源时，可以不写析构函数，如有申请的资源，必须写析构函数，否则会造成内存泄漏。
- 一个局部域中，多个对象时，先定义的对象后析构，后定义的对象先析构。
#include<iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
Stack(int n = 4)
{
_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
if (_a == nullptr)
{
perror("malloc fail");
return;
}
_top = 0;
_capacity = n;
}
~Stack()
{
free(_a);
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
private:
STDataType* _a;
int _top;
int _capacity;
};
// 两个stack实现一个队列
class Queue
{
public:
// 编译器默认生成的构造调用了Stack中的构造，完成了两个成员的初始化
// 显示写析构，也会自动调用Stack的析构
private:
Stack s1;
Stack s2;
};
int main()
{
Queue q1;
return 0;
}
4. 拷贝构造函数
当一个构造函数的第一个参数是自身类型的引用，并且其他参数都有缺省值，则这个构造函数叫做拷贝构造函数，也就是说拷贝构造函数是一个特殊的构造函数。
拷贝构造的特点：
- 拷贝构造函数是构造函数的重载。
- 第一个参数必须是类类型对象的引用，使用传值方式编译器会报错，因为会引发无穷递归调用。
- 拷贝构造可以多个参数，但是第一个必须是类对象引用，后面的参数必须有缺省值。
- C++规定自定义类型对象进行拷贝必须调用拷贝构造，所以自定义类型传值传参和传值返回都会调用拷贝构造。
- 若未显示定义拷贝构造，编译器会自动生成。自动生成的会对内置类型成员变量进行浅拷贝，对自定义类型成员变量会调用其自身的拷贝构造。
- 像上文中Data类中的成员变量全部为内置类型且没有指向资源，所以编译器默认生成的拷贝构造就可以完成需要的拷贝。
- 像Stack这样的类虽然也都是内置类型，但_a指向了申请的资源，编译器实现的浅拷贝不符合需求，所以需要自己实现拷贝构造。
- Queue的内部主要是自定义类型，但编译器生成的拷贝构造会调用Stack的拷贝构造，所以也不需要显示实现拷贝构造。
- 传值返回会产生一个临时对象调用拷贝构造，如果是引用返回则不会产生拷贝。
- 如果函数返回对象是一个当前函数局部域中的对象，函数结束后系统回收函数栈帧，那么使用引用返回就会出现问题：相当于返回了一个野引用，类似野指针。所以虽然引用返回可以减少拷贝，但要确保返回对象在当前函数结束后还在。
#include<iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
Stack(int n = 4)
{
_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
if (_a == nullptr)
{
perror("malloc fail");
return;
}
_top = 0;
_capacity = n;
}
Stack(const Stack& st)
{
// 需要对_a指向的资源创建同样大的空间，再拷贝值
_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);
if (_a == nullptr)
{
perror("malloc fail!");
return;
}
memcpy(_a, st._a, sizeof(STDataType) * st._top);
_top = st._top;
_capacity = st._capacity;
}
~Stack()
{
free(_a);
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
private:
STDataType* _a;
int _top;
int _capacity;
};
// 两个stack实现一个队列
class Queue
{
public:
// 编译器默认生成的构造调用了Stack中的构造，完成了两个成员的初始化
// 显示写析构，也会自动调用Stack的析构
private:
Stack s1;
Stack s2;
};
int main()
{
Queue q1;
return 0;
}
