深入学习默认成员函数——c++指南

前言：类和对象是面向对象语言的重要概念。 c++身为一门既面向过程，又面向对象的语言。 想要学习c++， 首先同样要先了解类和对象。 本节就类和对象的几种构造函数相关内容进行深入的解析。

目录

类和对象的基本概念

封装

类域和类体

访问限定符

private

public

protect

默认访问限定

成员函数与this指针

构造函数

初始化规则 

三个必须初始化的变量类型

默认构造函数

默认成员函数

默认构造函数

默认拷贝构造函数

拷贝构造

默认拷贝构造

析构函数

析构函数

默认析构函数

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类和对象的基本概念

类是一种抽象的数据类型。它规定了某种事物的特征（成员变量，可以理解为一种属性，是静态的）和行为（成员函数，可以理解为动作，是动态的）。和c语言结构体类似， 类可以看作这种事物的模板或者蓝图。

对象则是类的具体实例，是具体的。拥有着类规定的特征和行为。 我们都知道， 一个蓝图可以创造许多建筑。 那么一个类也可以创建多个对象。并且每个对象都有着类似的特征和行为。 

如图就是定义的一个类，这个类规定了事物stu有三个特征：姓名， 学号， 成绩。 有着一个行为：修改成绩。并且将其实例化出对象p1， 此时p1有着这个类规定的三个特征，一个行为—— p1有着自己的名字， 有着自己的学号， 有着自己的成绩。 同时他还能修改自己的成绩。

（注：c++的小语法相对于c语言多了许多，虽然使用方便，但是刚开始学c++也可能很难全部掌握，所以建议刚开始学习c++的时候建议勤看看小的知识点。比如c向c++过渡的一些知识点。这样学着会舒服很多， 不会有一种模糊的感觉。比如图中的成员函数的知识点就是缺省参数，这同样是c向c++过渡的一些小知识点。 但是掌握不熟悉就会迷惑。不要不信，比如我问你半缺省（int x = 10, int y )这样是否正确，你根据你心里的答案， 然后拟定传参（1）， 你看看是否正确？这个1是给谁？如果你很懵， 那你可以在看完这篇文章后去复习它。恭喜你对这个知识点又加深了一点理解。 ）

封装

类和对象三大特征：封装， 继承和多态，这里讲解封装， 继承和多态后续再说。

首先， 封装的概念很好理解， 就是将一个或多个特征属性和一个或多个行为方法封装起来。只对外公布接口。使用人通过接口操作修改对象的属性。 封装有利于数据的安全性和完整性。同时有利于代码的模块化和可维护。

图中的student类封装起来了三个特征变量：name， num， grade。 一个接口函数revise_grade：

图中private， public是访问限定符， 决定了类的实例是否可以直接调用类的成员。

类域和类体

类域和类体是类和对象的两个重要组成部分。

类域是指类的属性和特性， 也就是类的成员变量。 类域可以是公共的（public），私有的（private）或受保护的（protected）。公共的类域可以被类的外部访问，私有的类域只能在类内部本地访问。受保护的类域这里不解释， 可以看作和私有的类域相同。

类体是指包含在类声明中的代码块，它定义了类的行为和功能。类体包含了构造函数、成员函数、成员变量，以及其他相关代码。也就是说类体包含类域。

访问限定符

访问限定符有三个: private, public, protect.

private

private的意思的私有， 在private以下定义的成员不能被类的实例直接访问到。 只能通过成员函数间接访问。 

这里可以利用成员函数revise_grade间接访问

public

public的意思是公有， public之后定义的成员可以被类的实例访问。

 

protect

protect和private类似， 在他们之后定义的成员都不可直接访问。

默认访问限定

访问限定符的范围是该访问限定符到下一个访问限定符的中间的内容。如果下面没有访问限定符， 那么就是之后的所有范围。

 struct的默认访问限定是public；

class的默认访问限定是private。

这些记住就行。

成员函数与this指针

要理解封装的概念， 还要理解this指针在类中起到的作用。

类中的成员函数默认第一个形参都是this指针， this指针是一个关键词，并且这个this指针调用该函数的对象。我们平常定义构造函数或者成员函数是看不到定义this指针知识将this指针隐藏了。

this指针可以让我们找到特定的对象。

构造函数

构造函数是类和对象中新添的一种概念。类在进行实例化时会自动调用自己的构造函数。

如图红框框就是定义的一个构造函数，构造函数的定义实现方式与普通函数有两处不同：

1.构造函数没有返回值。

2.构造函数有符号化列表，也就是图中的绿框框。

符号化列表的初始化使用括号的方式， 括号中就是初始化的数值。这里三个变量分别是_name, _num, _grade, 然后通过形参name， num， grade对他们进行赋值。

初始化规则 

下面请仔细阅读。很复杂，很重要。

首先， 构造函数的执行方式顺序是先初始化列表。再函数体。

然后，初始化列表的执行顺序不是从上到下， 而是按照成员变量的声明顺序进行初始化。

初始化列表中没有初始化的对象， 比如_name， 就只能等到函数体再初始化。

初始化列表对内置类型就是如图中的初始化方式。注意， 是内置类型才是上面的方式。自定义类型就没有这么简单了。

首先构造函数的执行顺序不会改变。 但是如果成员变量中有自定义类型的话， 它在初始化的时候， 会去调用自己相应的构造函数。 （因为对内置类型编译器可以直接进行赋值拷贝工作。但是对于自定义类型， 编译器无法自己进行复制拷贝工作。 所以只能去调用类型本身的构造函数。 这其实就是套娃的过程：如果调用的构造函数中还有自定义类型的初始化， 那么就要再去调用那个自定义类型的构造函数，直到调用的构造函数中没有自定义类型 ）

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以上， 是将自定义类型显示在符号化列表初始化的情况。 如果没有在符号化列表初始化的话。 那么编译器会自动对该自定义类型变量进行初始化。并且初始化时不传参，就是这个意思

就相当于这里的_b进行初始化的时候没有传参。

以上， 就是初始化列表对于自定义类型以及内置类型初始化的规则。 

现在引入两个概念， 一个概念是：三种必须在初始化列表初始化的变量类型。 

第二个概念是：默认构造函数的概念。 

三个必须初始化的变量类型

三个必须在初始化列表初始化的变量类型：引用类型， const修饰的常变量， 以及上面讲的自定义类型。 

那么为什么会有这样的规定？

首先引用类型必须在定义的时候初始化。类的实例化的同时也是对类的特征，属性进行初始化的时候。如果这一次没有初始化。 那么之后再对类的特征进行处理， 那不是初始化。 那叫赋值。 

所以必须对引用类型进行初始化。 

至于const修饰的常变量同样的道理， 因为必须在定义的时候初始化， 那么就必须在初始化列表初始化。 你可能有疑惑说为什么必须在初始化列表， 在构造函数的函数体初始化不行吗？其实， c++中规定了， 初始化列表的叫初始化， 函数体中的是赋值。 

-----------------------------------------------自定义类型很重要--------------------------------------------------

自定义类型为什么规定不做解释， 只需要知道这样规定就好。重点是自定义类型与上面两个有点差异。 虽然自定义类型也必须初始化。 但是如果我们不对它进行初始化， 编译器不会报错。 而是自己去调用自定义类型的默认构造函数。 这就叫自定义类型的隐式初始化。

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默认构造函数

那么什么是默认构造函数， 这就是我们的第二个要引入的概念：

默认构造函数就是：没有形参， 或者形参全缺省的构造函数。 

默认成员函数

在c++的类的成员函数中，有六个特殊的成员函数， 被称为默认成员函数。

默认成员函数的意思就是如果不定义他们， 系统就会自动生成。

这里主要分析三个：默认构造函数

                                默认拷贝构造函数

                                析构函数

默认构造函数

首先， 什么是默认构造函数，这个概念在上面我们刚刚提到。 这里不做赘述。

那么编译器生成的默认构造函数什么样的？如图：

如图中红框框，编译器就会默认生程这样的默认构造函数。

由此我们可以知道。 这里生成的默认构造函数虽然是个空函数体， 空初始化列表。 但是通过上面的知识我们直到。 他会对自定义类型进行处理——自定义类型的隐式初始化。 

所以：默认构造函数的作用是对内置类型不做任何处理。 但是对于自定义类型会去调用它的默认构造函数。

如果我们定义了任意一个构造函数， 编译器都不会生成默认构造函数。 

这个时候我们如果这样定义， 就会报错， 因为没有可以调用的构造函数。 

 但是我们如果不定义这个构造函数， 就可以编译通过， 因为此时编译器默认生成了一个空的默认构造函数， 不需要传参。 可以匹配p1

 有一个好办法就是定义全缺省的默认构造函数， 这样就可以一劳永逸， 不必担心传参是否有匹配的构造函数的问题：

默认拷贝构造函数

在学习默认拷贝构造函数之前我们要先学习拷贝构造函数

拷贝构造

拷贝构造是构造函数的一种重载形式。 它的参数是类本身实例化对象。意思就是将已经实例化的对象的值拷贝给将要实例化的对象。

 当我们使用对象初始化对象的时候就会调用拷贝构造。

默认拷贝构造

默认拷贝构造只对内置类型进行浅拷贝操作。如果是涉及到动态分配问题。那么就达不到我们的要求。 因为编译器不会对动态内存分配的内存里的数据进行拷贝。

像图中， 只是p1的_name成员保存的地址赋值给了p2的_name成员。

但是， 这不符合我们的要求。 所以我们就不能使用默认拷贝构造函数。 而是需要我们自己定义拷贝构造函数。 

像如图中自己定义的拷贝构造就是深拷贝。  

析构函数

拷贝构造一样， 在学习默认析构函数之前我们应该了解以下析构函数。

析构函数

析构函数就是对空间进行释放。 对于内置类型来说， 不需要定义析构函数， 因为编译器会自动对内置类型进行释放。 但是涉及到资源分配的问题。 编译器无法直接对资源分配空间进行释放。 所以就用到了析构函数。

析构函数的函数名称是类名前面加上~， 并且析构函数不接受任何传参。 同时析构函数最多只能有一个。

默认析构函数

编译器默认生成的析构函数就是默认构造函数。 默认构造函数的类体是空。对于内置类型不做处理， 对于自定义类型会去调用该自定义类型的构造函数。 

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即可；但是有资源申请时，否则会造成资源泄漏。

如何区分改写不该写呢？其实， 只要你自己定义了拷贝构造函数的时候， 就要自己手动定义析构函数。 因为只要你自己的定义了拷贝构造， 说明就涉及到了深拷贝问题。 深拷贝就是内存资源分配的问题。 就要定义析构。

以上就是本节的全部内容。