C++中类的6个默认成员函数【构造函数】 【析构函数】

前言

在学习C++我们必须要掌握的6个默认成员函数，接下来本文讲解2个默认成员函数

构造函数

• 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，编译器会生成的成员函数称为默认成员函数。

class Date {};

构造函数的概念

• 首先我们看下面的代码来引入一下构造函数

class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1;d1.Init(2022, 7, 5);d1.Print();Date d2;d2.Init(2022, 7, 6);d2.Print();return 0;
}

• 对于Date类，可以通过 Init 公有方法给对象设置日期，但如果每次创建对象时都调用该方法设置信息，未免有点麻烦，那能否在对象创建时，就将信息设置进去呢？

• 在C++中就有这么一个方法解决此问题-------【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。

构造函数的特性

• 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。

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。

class Date
{
public:// 1.无参构造函数Date(){_year = 1;_month = 1;_day = 1;}// 2.带参构造函数Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
void TestDate()
{Date d1; // 调用无参构造函数Date d2(2015, 1, 1); // 调用带参的构造函数Date d3();
}

• 也是完美的运行了~

• 上面在创建对象的时候跟上了要初始化的数据，那么我想使用默认构造函数，直接创建对象的时候什么都不写就可以直接使用，那么可以带上括号吗？

Date d3();

• 可以看到结论，是不可以的~

• 主要的是无法和函数的声明区分开

• 上面的代码的函数：声明了d3函数，该函数无参，返回一个日期类型的对象

• 注意：如果通过无参构造函数创建对象时，对象后面不用跟括号，否则就成了函数声明

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实际上我们可以这样写：

• 直接给一个全缺省，是不是很很好~

class Date
{
public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}void print(){cout <<  _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};

• 那么这两个函数可以同时存在吗？

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

• 语法上可以，但是调用的时候会存在歧义，就是到底要调用谁

• 接下来再看：

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。

class Date
{
public:void Print(){cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1;d1.Print();return 0;
}

• 如果我们不指定默认构造函数，它会自动生成一个，但是生成的这个默认构造函数它又什么都没做

• 到这里我们先得出一个结论：内置类型/基本类型不做处理

• 我们这里还有一个点，就是内置类型呢？

class A
{
public:A(){cout << "A()" << endl;_a = 0;}
private:int _a;
};
class Date
{
public:void Print(){cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;A _aa;
};
int main()
{Date d1;d1.Print();return 0;
}

• 再得出一个结论：对自定义类型，自定义类型回去调用它的默认构造函数

• C++11 委员会对这个语法进行打了补丁，在内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值,有一个值不给就还是随机值

class A
{
public:A(){cout << "A()" << endl;_a = 0;}
private:int _a;
};
class Date
{
public:void Print(){cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}
private:// 声明给缺省值int _year = 1;int _month = 1;int _day = 1;A _aa;
};
int main()
{Date d1;d1.Print();return 0;
}

• 如果用户显式定义了构造函数，编译器将不再生成

• 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
• 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
• 无参构造函数，放开后报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用

否则这样用用就不会报错：

Date d1(2024,1,31);

• 或者再提供一个默认构造

• 在或者提供一个全缺省

• 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。

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• 那么默认生成的构造函数还有意义吗？
• 我们再来看这个代码：

class Stack
{
public:Stack(){//....cout << "Stack()" << endl;}
};// 两个栈实现队列
class MyQueue
{
private:Stack st1;Stack st2;
};int main()
{MyQueue q;return 0;
}

• 这里的MyQueue就不用写默认构造函数
• 所以还是有意义的，分析一个类型成员和初始化要求，需要写构造函数就我们自己写，不需要的时候用编译器自己生成，结论：绝大多数场景下都需要自己实现构造函数，不要老想着编译器自己生成~

析构函数

• 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呢的？

• 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。

• 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。

typedef int DataType;
class Stack
{
public:Stack(size_t capacity = 3){_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);if (nullptr == _array){perror("malloc申请空间失败!!!");return;}_capacity = capacity;_size = 0;}void Push(DataType data){// CheckCapacity();_array[_size] = data;_size++;}private:DataType* _array;int _capacity;int _size;
};
void TestStack()
{Stack s;s.Push(1);s.Push(2);
}

• 在我们上面的代码，我们一般在C语言阶段都要在写完后要调用一个销毁函数，如果上面的代码不写析构函数，他是会发生内存泄漏的【如果程序不结束的话】

typedef int DataType;
class Stack
{
public:Stack(size_t capacity = 4){_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);if (nullptr == _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 = nullptr;_capacity = 0;_size = 0;}}
private:DataType* _array;int _capacity;int _size;
};
void TestStack()
{Stack s;s.Push(1);s.Push(2);
}

• 再次定义一个，我们观察到和栈一样的，
• 先定义的先构造，后定义的后构造
• 但是析构是反过来的，后定义的先析构，要满足先进后出的性质

5. 关于编译器自动生成的析构函数，是否会完成一些事情呢？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。

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;
};
int main()
{Date d;return 0;
}

• 下图中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 _tTime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，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

• 注意：创建哪个类的对象则调用该类的析构函数，销毁那个类的对象则调用该类的析构函数

• 默认生成的析构函数跟构造函数类似，内置类型不做处理，自定义类型区调用它的析构

6. 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。

最后本文就到这里结束了，感谢大家的收看，请多多指点~