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C++——物件的初始化和清理

阿新 • • 發佈：2020-10-05

物件的初始化和清理

  • 生活中我們買的電子產品都基本會有出廠設定，在某一天我們不用時候也會刪除一些自己資訊資料保證安全
  • C++中的面向物件來源於生活，每個物件也都會有初始設定以及 物件銷燬前的清理資料的設定。

1 建構函式和解構函式

物件的初始化和清理也是兩個非常重要的安全問題

​ 一個物件或者變數沒有初始狀態，對其使用後果是未知

​ 同樣的使用完一個物件或變數，沒有及時清理，也會造成一定的安全問題

c++利用了建構函式和解構函式解決上述問題，這兩個函式將會被編譯器自動呼叫，完成物件初始化和清理工作。

物件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

編譯器提供的建構函式和解構函式是空實現。

  • 建構函式：主要作用在於建立物件時為物件的成員屬性賦值，建構函式由編譯器自動呼叫，無須手動呼叫。
  • 解構函式：主要作用在於物件銷燬前系統自動呼叫，執行一些清理工作。

建構函式語法：類名(){}

  1. 建構函式，沒有返回值也不寫void
  2. 函式名稱與類名相同
  3. 建構函式可以有引數，因此可以發生過載
  4. 程式在呼叫物件時候會自動呼叫構造，無須手動呼叫,而且只會呼叫一次

解構函式語法： ~類名(){}

  1. 解構函式，沒有返回值也不寫void
  2. 函式名稱與類名相同,在名稱前加上符號 ~
  3. 解構函式不可以有引數，因此不可以發生過載
  4. 程式在物件銷燬前會自動呼叫析構，無須手動呼叫,而且只會呼叫一次
class Person
{
public:
	//建構函式
	Person()
	{
		cout << "Person的建構函式呼叫" << endl;
	}
	//解構函式
	~Person()
	{
		cout << "Person的解構函式呼叫" << endl;
	}

};

void test01()
{
	Person p;
}

int main() {
	
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

2 建構函式的分類及呼叫

兩種分類方式：

​ 按引數分為： 有參構造和無參構造

​ 按型別分為： 普通構造和拷貝構造

三種呼叫方式：

​ 括號法

​ 顯示法

​ 隱式轉換法

示例：

//1、建構函式分類
// 按照引數分類分為 有參和無參構造   無參又稱為預設建構函式
// 按照型別分類分為 普通構造和拷貝構造

class Person {
public:
	//無參（預設）建構函式
	Person() {
		cout << "無參建構函式!" << endl;
	}
	//有參建構函式
	Person(int a) {
		age = a;
		cout << "有參建構函式!" << endl;
	}
	//拷貝建構函式
	Person(const Person& p) {
		age = p.age;
		cout << "拷貝建構函式!" << endl;
	}
	//解構函式
	~Person() {
		cout << "解構函式!" << endl;
	}
public:
	int age;
};

//2、建構函式的呼叫
//呼叫無參建構函式
void test01() {
	Person p; //呼叫無參建構函式
}

//呼叫有參的建構函式
void test02() {

	//2.1  括號法，常用
	Person p1(10);
    //Person p2(10);//有參建構函式呼叫
	//Person p3(p2);//拷貝建構函式呼叫
	//注意1：呼叫無參建構函式不能加括號，如果加了編譯器認為這是一個函式宣告
	//Person p2();

	//2.2 顯式法
	Person p2 = Person(10); 
	Person p3 = Person(p2);
	//Person(10)單獨寫就是匿名物件  當前行結束之後，馬上析構

	//2.3 隱式轉換法
	Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10); 
	Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4); 

	//注意2：不能利用 拷貝建構函式 初始化匿名物件 編譯器認為是物件宣告
	//Person p5(p4);
}

int main() {

	test01();
	//test02();

	system("pause");

	return 0;
}

3 拷貝建構函式呼叫時機

C++中拷貝建構函式呼叫時機通常有三種情況

  • 使用一個已經建立完畢的物件來初始化一個新物件
  • 值傳遞的方式給函式引數傳值
  • 以值方式返回區域性物件

示例：

class Person {
public:
	Person() {
		cout << "無參建構函式!" << endl;
		mAge = 0;
	}
	Person(int age) {
		cout << "有參建構函式!" << endl;
		mAge = age;
	}
	Person(const Person& p) {
		cout << "拷貝建構函式!" << endl;
		mAge = p.mAge;
	}
	//解構函式在釋放記憶體之前呼叫
	~Person() {
		cout << "解構函式!" << endl;
	}
public:
	int mAge;
};

//1. 使用一個已經建立完畢的物件來初始化一個新物件
void test01() {

	Person man(100); //p物件已經建立完畢
	Person newman(man); //呼叫拷貝建構函式
	Person newman2 = man; //拷貝構造

	//Person newman3;
	//newman3 = man; //不是呼叫拷貝建構函式，賦值操作
}

//2. 值傳遞的方式給函式引數傳值
//相當於Person p1 = p;
void doWork(Person p1) {}
void test02() {
	Person p; //無參建構函式
	doWork(p);
}

//3. 以值方式返回區域性物件
Person doWork2()
{
	Person p1;
	cout << (int *)&p1 << endl;
	return p1;
}

void test03()
{
	Person p = doWork2();
	cout << (int *)&p << endl;
}


int main() {

	//test01();
	//test02();
	test03();

	system("pause");

	return 0;
}

4 建構函式呼叫規則

預設情況下，c++編譯器至少給一個類新增3個函式

1．預設建構函式(無參，函式體為空)

2．預設解構函式(無參，函式體為空)

3．預設拷貝建構函式，對屬性進行值拷貝

建構函式呼叫規則如下：

  • 如果使用者定義有參建構函式，c++不在提供預設無參構造，但是會提供預設拷貝構造

  • 如果使用者定義拷貝建構函式，c++不會再提供其他建構函式

示例：

class Person {
public:
	//無參（預設）建構函式
	Person() {
		cout << "無參建構函式!" << endl;
	}
	//有參建構函式
	Person(int a) {
		age = a;
		cout << "有參建構函式!" << endl;
	}
	//拷貝建構函式
	Person(const Person& p) {
		age = p.age;
		cout << "拷貝建構函式!" << endl;
	}
	//解構函式
	~Person() {
		cout << "解構函式!" << endl;
	}
public:
	int age;
};

void test01()
{
	Person p1(18);
	//如果不寫拷貝構造，編譯器會自動新增拷貝構造，並且做淺拷貝操作
	Person p2(p1);

	cout << "p2的年齡為： " << p2.age << endl;
}

void test02()
{
	//如果使用者提供有參構造，編譯器不會提供預設構造，會提供拷貝構造
	Person p1; //此時如果使用者自己沒有提供預設構造，會出錯
	Person p2(10); //使用者提供的有參
	Person p3(p2); //此時如果使用者沒有提供拷貝構造，編譯器會提供

	//如果使用者提供拷貝構造，編譯器不會提供其他建構函式
	Person p4; //此時如果使用者自己沒有提供預設構造，會出錯
	Person p5(10); //此時如果使用者自己沒有提供有參，會出錯
	Person p6(p5); //使用者自己提供拷貝構造
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

5 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,帶來的問題：堆區的記憶體重複釋放

深拷貝：在堆區重新申請空間，進行拷貝操作

示例：

class Person {
public:
	//無參（預設）建構函式
	Person() {
		cout << "無參建構函式!" << endl;
	}
	//有參建構函式
	Person(int age ,int height) {
		
		cout << "有參建構函式!" << endl;

		m_age = age;
		m_height = new int(height);
		
	}
	//拷貝建構函式  
	Person(const Person& p) {
		cout << "拷貝建構函式!" << endl;
		//如果不利用深拷貝在堆區建立新記憶體，會導致淺拷貝帶來的重複釋放堆區問題
		m_age = p.m_age;
		m_height = new int(*p.m_height);
		
	}

	//解構函式
	~Person() {
		cout << "解構函式!" << 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的年齡： " << p1.m_age << " 身高： " << *p1.m_height << endl;

	cout << "p2的年齡： " << p2.m_age << " 身高： " << *p2.m_height << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

總結：如果屬性有在堆區開闢的，一定要自己提供拷貝建構函式，防止淺拷貝帶來的問題

6 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：建構函式()：屬性1(值1),屬性2（值2）... {}

示例：

class Person {
public:

	////傳統方式初始化
	//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();


	system("pause");

	return 0;
}

7 類物件作為類成員

C++類中的成員可以是另一個類的物件，我們稱該成員為 物件成員

例如：

class A {}
class B
{
    A a；
}

B類中有物件A作為成員，A為物件成員

那麼當建立B物件時，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構造" << endl;
	}

	~Phone()
	{
		cout << "Phone析構" << endl;
	}

	string m_PhoneName;

};


class Person
{
public:

	//初始化列表可以告訴編譯器呼叫哪一個建構函式
	Person(string name, string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName)
	{
		cout << "Person構造" << endl;
	}

	~Person()
	{
		cout << "Person析構" << endl;
	}

	void playGame()
	{
		cout << m_Name << " 使用" << m_Phone.m_PhoneName << " 牌手機! " << endl;
	}

	string m_Name;
	Phone m_Phone;

};
void test01()
{
	//當類中成員是其他類物件時，我們稱該成員為 物件成員
	//構造的順序是 ：先呼叫物件成員的構造，再呼叫本類構造
	//析構順序與構造相反
	Person p("張三" , "蘋果X");
	p.playGame();

}


int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

8 靜態成員

靜態成員就是在成員變數和成員函式前加上關鍵字static，稱為靜態成員

靜態成員分為：

  • 靜態成員變數
    • 所有物件共享同一份資料
    • 在編譯階段分配記憶體
    • 類內宣告，類外初始化
  • 靜態成員函式
    • 所有物件共享同一個函式
    • 靜態成員函式只能訪問靜態成員變數

示例1 ：靜態成員變數

class Person
{
	
public:

	static int m_A; //靜態成員變數

	//靜態成員變數特點：
	//1 在編譯階段分配記憶體
	//2 類內宣告，類外初始化
	//3 所有物件共享同一份資料

private:
	static int m_B; //靜態成員變數也是有訪問許可權的
};
int Person::m_A = 10;
int Person::m_B = 10;

void test01()
{
	//靜態成員變數兩種訪問方式

	//1、通過物件
	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; //共享同一份資料
	cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;

	//2、通過類名
	cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;


	//cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; //私有許可權訪問不到
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

示例2：靜態成員函式

class Person
{

public:

	//靜態成員函式特點：
	//1 程式共享一個函式
	//2 靜態成員函式只能訪問靜態成員變數
	
	static void func()
	{
		cout << "func呼叫" << endl;
		m_A = 100;
		//m_B = 100; //錯誤，不可以訪問非靜態成員變數
	}

	static int m_A; //靜態成員變數
	int m_B; // 
private:

	//靜態成員函式也是有訪問許可權的
	static void func2()
	{
		cout << "func2呼叫" << endl;
	}
};
int Person::m_A = 10;


void test01()
{
	//靜態成員變數兩種訪問方式

	//1、通過物件
	Person p1;
	p1.func();

	//2、通過類名
	Person::func();


	//Person::func2(); //私有許可權訪問不到
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

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