【c++面向对象编程】第3篇：类与对象（二）：构造函数与析构函数

目录一、一个让人头疼的问题二、构造函数对象出生时的“第一声啼哭”1. 最基本的构造函数2. 带参数的构造函数重载3. 初始化列表更高效的初始化方式三、默认构造函数那个“看不见”的函数四、析构函数对象临终前的“遗言”五、完整的例子动态字符串数组类六、三个容易踩的坑1. 构造函数里抛出异常2. 析构函数里再抛异常3. 忘记写析构函数导致内存泄露七、这一篇的收获一、一个让人头疼的问题继续用上一讲的Book类cppBook b; b.setPrice(128.5); // 必须记得手动初始化 b.print(); // 如果忘了setPriceprice是未定义的垃圾值C的结构体好歹可以用{0}初始化但C的类不行——因为类可能有复杂的内部逻辑简单的内存置零可能破坏状态。更麻烦的是如果你的类需要分配动态内存比如用new申请了一块空间用完必须手动delete。一旦忘记内存就泄露了。构造函数和析构函数就是用来解决这些问题的。二、构造函数对象出生时的“第一声啼哭”构造函数是一种特殊的成员函数名字和类名完全相同没有返回值连void都不写在创建对象时自动调用可以重载多个构造函数参数不同1. 最基本的构造函数cppclass Book { private: string title; string author; double price; public: // 构造函数——名字和类一样没返回值 Book() { title 未知; author 未知; price 0.0; cout 构造函数被调用了 endl; } void print() { cout title , author , price endl; } }; int main() { Book b; // 自动调用构造函数输出构造函数被调用了 b.print(); // 输出未知, 未知, 0 }注意最后一行的Book b;——我们没有写任何“初始化”的代码但对象已经有了合理的默认值。2. 带参数的构造函数重载一个类可以有多个构造函数只要参数不同cppclass Book { private: string title; string author; double price; public: // 默认构造函数 Book() { title 未知; author 未知; price 0.0; } // 带三个参数的构造函数 Book(string t, string a, double p) { title t; author a; price p; } // 只传书名的构造函数 Book(string t) { title t; author 佚名; price 0.0; } void print() { cout 《 title 》 author ¥ price endl; } }; int main() { Book b1; // 调用默认构造函数 Book b2(C Primer, Lippman, 128.5); // 调用3参数构造 Book b3(三体); // 调用1参数构造 b1.print(); // 《未知》 未知 ¥0 b2.print(); // 《C Primer》 Lippman ¥128.5 b3.print(); // 《三体》 佚名 ¥0 }3. 初始化列表更高效的初始化方式上面的构造函数在函数体里赋值但还有更正统的写法——初始化列表cppBook(string t, string a, double p) : title(t), author(a), price(p) { // 函数体可以为空或者写其他逻辑 }:后面的title(t)意思是“用参数t来初始化title成员变量”。为什么要用初始化列表对于string、vector等有构造函数的类型初始化列表直接构造一次在函数体里赋值会先默认构造再赋值多一步开销const成员变量和引用类型必须用初始化列表成员变量的初始化顺序按它们在类中声明的顺序不是按初始化列表的顺序cppclass Demo { private: const int id; // const成员必须用初始化列表 int ref; // 引用必须用初始化列表 string name; public: Demo(int i, int r, string n) : id(i), ref(r), name(n) { // 这里id和ref已经初始化好了 } };三、默认构造函数那个“看不见”的函数如果你写一个类没有定义任何构造函数编译器会悄悄给你生成一个默认构造函数什么也不做。cppclass Simple { int x; string s; // 编译器会生成一个 Simple() {} }; Simple obj; // 可以编译但x是垃圾值s是空字符串但有一个陷阱一旦你自己写了任何一个构造函数编译器就不再生成默认构造函数。cppclass Book { public: Book(string t) { title t; } // 写了构造函数 private: string title; }; Book b1(C); // ✅ 没问题 Book b2; // ❌ 编译错误没有默认构造函数如果你既想要自己的构造函数又想要无参的版本必须显式写出来cppBook() {} // 或者 default (C11)C11提供了更简洁的写法cppBook() default; // 让编译器生成默认版本四、析构函数对象临终前的“遗言”析构函数是构造函数的“镜像”名字是~类名没有参数不能重载一个类只有一个析构函数没有返回值对象销毁时自动调用cppclass Book { private: string* pComment; // 指向动态分配的评论 public: Book(string comment) { pComment new string(comment); cout 构造分配内存 endl; } ~Book() { delete pComment; // 释放内存 cout 析构释放内存 endl; } }; int main() { Book b(很好看的一本书); // 函数结束时b被销毁析构函数自动调用 } // 输出 // 构造分配内存 // 析构释放内存什么时候调用析构函数对象类型析构时机局部对象栈上离开作用域时如函数结束静态局部对象程序结束时全局对象程序结束时new创建的对象显式调用delete时五、完整的例子动态字符串数组类把构造和析构结合起来写一个管理动态数组的类StringArraycpp#include iostream #include string using namespace std; class StringArray { private: string* data; // 指向动态数组的指针 int size; // 数组大小 public: // 构造函数分配内存并初始化 StringArray(int n) : size(n) { data new string[n]; cout 分配了 n 个字符串的空间 endl; } // 析构函数释放内存 ~StringArray() { delete[] data; cout 释放了 size 个字符串的空间 endl; } // 设置元素 void set(int index, const string s) { if (index 0 index size) { data[index] s; } } // 获取元素 string get(int index) { if (index 0 index size) { return data[index]; } return ; } // 打印所有 void print() { for (int i 0; i size; i) { cout [ i ] data[i] endl; } } }; int main() { StringArray arr(3); // 构造分配内存 arr.set(0, Hello); arr.set(1, World); arr.set(2, C); arr.print(); // 函数结束arr被销毁 → 析构函数自动调用释放内存 return 0; }运行结果text分配了3个字符串的空间 [0] Hello [1] World [2] C 释放了3个字符串的空间注意我们没有手动调用任何“释放”函数析构函数自动帮我们做了。六、三个容易踩的坑1. 构造函数里抛出异常如果在构造函数里抛异常对象被认为“没有构造完成”析构函数不会被调用。这意味着构造函数里已经分配的资源需要自己处理。cppBook() { p new int[100]; throw error; // 如果这里抛异常~Book()不会被调用内存泄露 }解决方案用智能指针后面的章节会讲或者在构造函数里用try-catch。2. 析构函数里再抛异常极其危险如果析构函数在栈展开期间处理另一个异常时又抛出异常程序会直接调用terminate()崩溃。cpp~Book() { delete p; throw 析构异常; // ❌ 千万别这么写 }规则析构函数应该吞掉所有异常只做清理不抛出任何东西。3. 忘记写析构函数导致内存泄露如果你的类里有指针成员并且你在构造函数里用new分配了内存必须写析构函数用delete释放否则内存就泄露了。cppclass Leaky { int* p; public: Leaky() { p new int[1000]; } // 没有析构函数 → 内存泄露 };七、这一篇的收获你现在应该理解构造函数在对象创建时自动调用适合做初始化析构函数在对象销毁时自动调用适合做清理构造函数可以重载多个版本初始化的优先级初始化列表 构造函数体内的赋值如果你管理了动态资源new必须提供析构函数去释放 小作业写一个IntArray类构造函数接收大小n并分配n个int的空间析构函数释放空间。提供set()和get()方法。在main中创建对象观察构造和析构的调用时机。下一篇预告第4篇《类与对象三拷贝构造函数与深浅拷贝问题》——当你把一个对象赋值给另一个对象时背后发生了什么默认的拷贝行为为什么可能导致程序崩溃