C++类与对象、类的6个默认成员函数、构造函数、析构函数等的介绍

文章目录

  • 前言
  • 一、类的6个默认成员函数
  • 二、构造函数
    • 1. 概念
    • 2. 特性
      • 1. 无参构造函数
      • 2. 带参构造函数
      • 3. 编译器默认生成的无参构造函数
    • 3. 构造函数的初始化
    • 4. 默认构造函数
  • 三、析构函数
    • 1. 概念
    • 2. 特性
    • 3. 编译器默认生成的析构函数的作用
    • 4. 构造函数的使用
  • 总结

前言

C++类与对象、类的6个默认成员函数、构造函数、析构函数等的介绍。

一、类的6个默认成员函数

如果一个类中什么成员都没有，简称为空类。

class Date {};

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。
在这里插入图片描述

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。

二、构造函数

1. 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。

2. 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。
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。

1. 无参构造函数

  • 无参构造函数的类实例化对象时，会自动调用构造函数，不传参也不需要加括号。
#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
	// 构造函数函数名与类名相同，无返回值
	Date()
	{
		cout << "Date()" << endl;
		_year = 2003;
		_month = 10;
		_day = 1;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};


int main()
{
	Date d1;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

上述代码是一个无参构造函数，构造函数也可以带参。

2. 带参构造函数

  • 带参构造函数的类在实例化对象时，也会自动调用带参构造函数。
  • 但是，在实例化时，要进行传参。
  • 传参方式为：在实例化的对象后加括号然后传入参数。如:
  • Date d1(1945, 8, 15);
#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
	// 构造函数函数名与类名相同，无返回值
	// 带参构造函数
	Date(int year, int month, int day)
	{
		cout << "Date()" << endl;
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};


int main()
{
	Date d2(1945, 8, 15);

	return 0;
}

在这里插入图片描述

带参构造函数在类中定义时，可以采用缺省参数，如下：

	Date(int year = 1949, int month = 10, int day = 1)
	{
		cout << "Date()" << endl;
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

注意：

  • 无参构造函数的类实例化对象时，不需要加括号，否则编译器会认为是函数声明。如下：

在这里插入图片描述

3. 编译器默认生成的无参构造函数

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。

#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
	/*Date(int year, int month, int day)
	{
		cout << "Date()" << endl;
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}*/

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


int main()
{
	Date d1;

	return 0;
}
  • 上述代码：
  1. 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。
  2. 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。

在这里插入图片描述

3. 构造函数的初始化

上述代码我们不难发现使用编译器默认生成的构造函数进行初始化，类的三个成员变量依然是随机值。如下：
在这里插入图片描述

原因如下：
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。编译器默认生成的无参构造函数：
1. 对自定义类型会调用他自己的构造函数
2. 对内置类型不做处理（有些编译器会处理，但规定上不处理）。

#include <iostream>
using namespace std;

class Time
{
public:
	Time()
	{
		_hour = 0;
		_minute = 0;
		_second = 0;
	}

private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};
class Date
{
private:
	// 内置类型
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	// 自定义类型
	Time time;
};
int main()
{
	Date d1;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

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。如下：

class Date
{
private:
	// 内置类型
	int _year = 1949;
	int _month = 10;
	int _day = 1;
	// 自定义类型
	Time time;
};
int main()
{
	Date d1;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

4. 默认构造函数

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。

比如：

#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
	Date()
	{
		_year = 1949;
		_month = 10;
		_day = 1;
	}

	Date(int year = 1949, int month = 10, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1;
	
	return 0;
}
  • 上述代码，一个无参构造函数，一个全缺省带参构造函数，共两个默认构造函数，会报错。
  • 原因如下：

在语法上，上述定义时可以的，但是在调用上会产生歧义，全缺省构造函数不传参时，与无参构造函数调用产生歧义。

三、析构函数

1. 概念

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。

2. 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。
#include <iostream>
using namespace std;

typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
	Stack(int capacity = 4)
	{
		_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * capacity);
		if (_a == nullptr)
		{
			perror("Stack malloc");
			return;
		}

		_top = 0;
		_capacity = capacity;
	}

	void Push(STDataType x)
	{
		//..... 扩容
		_a[_top] = x;
		_top++;

	}


	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		free(_a);
		_a = nullptr;

		_top = 0;
		_capacity = 0;
	}
private:
	STDataType* _a;
	int _top;
	int _capacity;
};
int main()
{
	Stack s;
	s.Push(1);
	s.Push(2);

	return 0;
}

在这里插入图片描述

3. 编译器默认生成的析构函数的作用

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。对内置类型将权限还给操作系统即可。

#include <iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:
	~Time()
	{
		_hour = 0;
		_minute = 0;
		_second = 0;
	}
private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};

class Date
{
public:
	Date()
	{
		_year = 1368;
		_month = 1;
		_day = 1;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;

	Time _t;
};

int main()
{
	Date d1;

	return 0;
}

// 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，而是显式调用编译器为Date类生成的默认析构函数

在这里插入图片描述

4. 构造函数的使用

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。

总结

C++类与对象、类的6个默认成员函数、构造函数、析构函数等的介绍。

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