C/C++语言基础--C++构造函数、析构函数、深拷贝与浅拷贝等等相关知识讲解

本专栏目的

• 更新C/C++的基础语法，包括C++的一些新特性

前言

• 周末休息了，没有更新，请大家见谅哈；
• 构造函数、析构函数可以说便随着C++每一个程序，故学构造函数、析构函数是必要的；
• C语言后面也会继续更新知识点，如内联汇编；
• 本人现在正在写一个C语言的图书管理系统，1000多行代码，包含之前所学的所有知识点，包括链表和顺序表等数据结构，请大家耐心等待！！预计国庆前写完更新。

构造函数

首先我们写一个学生类，定义一个公有函数，用来打印学生信息：

#include <iostream>class Student
{
public:void print() {std::cout << "学号: " << m_uid << " 姓名: " << m_name << " 年龄: " << m_age << std::endl;}
private:std:string m_uid;std::string m_name;int m_age;
}int main() {Student stu;stu.print();   
}

这个时候，你肯定有一个疑问，创建出的这个学习信息，没有赋值！！！，那怎么赋值呢？这个时候你可能会想到在类中再定义一个API函数进行赋值，如下：

void setMessage(std::string uid, std::string name, int age) {m_uid = uid;m_name = name;m_age = age;
}

这样确实能够解决问题，那如果每次都要这样，不觉得太麻烦了么？，每次创建类都要额外在调用一个函数！！！

因此，C++大叔也考虑到了这一点，及发明出了构造函数这个“简单”的东西，它允许我们再创建对象的时候自动调用该函数，如我们将上面的学生类进行修改：

#include <iostream>class Student
{
public:// 方法一Student(std::string uid, std::string name, int age){m_uid = uid;m_name = name;m_age = age;}// 方法二，推荐：参数列表方法Student(std::string uid, std::string name, int age):m_uid(uid),m_name(name),m_age(age){}void print() {std::cout << "学号: " << m_uid << " 姓名: " << m_name << " 年龄: " << m_age << std::endl;}
private:std:string m_uid;std::string m_name;int m_age;
}int main() {Student stu("123456", "wy", 18);   // 创建时候赋值stu.print();   
}

这样写无论从逻辑上，还是再写代码简约上，都好很多。

构造函数特点:

• 构造函数名和类名相同
• 构造函数可以重载
• 构造函数没有返回类型声明

调用:

• 自动调用(隐式)，一般默认情况下C++编译器会自动调用构造函数(无参构造)
• 手动调用(显示)，在一些情况下则需要手工调用构造函数(有参构造)

析构函数

当对象释放时，我们可能需释放/清理对象里面的某些资源，如果再类中对某一个变量，如：成员变量申请了一块内存，而在应对稍微复杂一点的项目，就很容易忘记释放内存，为了解决这个问题，C++提供了析构函数来处理对象的清理工作。析构函数和构造函数类似，不需要用户来调用它，而是在释放对象时自动执行。

特点:

• 析构函数名和类名相同，但是得在前面加一个波浪号**~**
• 析构函数只能有一个
• 构造函数没有返回类型声明

构造/析构函数调用机制

当定义了多个对象时，构造与析构的顺序是怎么样的呢？

#include <iostream>using namespace std;class Test
{
public:Test(int id):m_id(id){cout << m_id << " " << __FUNCTION__ << endl;}~Test(){cout << m_id << " " << __FUNCTION__ << endl;}
private:int m_id;
};void test()
{Test t1(1);Test t2(2);
}int main()
{test();return 0;
}

结果：

结论:

• 先创建的对象先构造，后创建的对象后构造
• 先创建的对象后析构，后创建的对象先析构

这个原因和函数调用内存有关，函数调用是压栈和出栈的过程，如果就想弄清楚，请看计算机系统相关的书籍，如：csapp

析构函数调用时间

• 在该对象生命周期结束后调用

构造/析构函数用途展示

构造函数：可以用来初始化对象，而且不需要显式调用，方便，快捷

析构函数：可以用来释放对象， 一次写好，没有后顾之忧(如：经常忘记delete、free)

class Man
{
public:Man(){age = 18;name = new char[20]{0};strcpy(name,"maye");}~Man(){if(name!=nullptr){delete[] name;name = nullptr;}}void print(){cout<<age<<" "<<name<<endl;}
private:int age;char* name;
}

这样就可以避免自己忘记释放内存的情况了。

构造函数分类

构造函数是可以重载的，根据参数类型和作用可以分为以下几类：

无参构造函数

• 直接创建对象即可自动调用
• Test te; 注意：不要在对象后面加(),无参构造函数不能显式调用

有参构造函数

• 有三种调用方法

  //1，括号法
  Test t1(20,"cc");
  t1.print();
  //2，赋值符号
  Test t2 = {18,"wy"};
  t2.print();
  //3，匿名对象
  Test t3 = Test(90,"wy");
  t3.print();
  //注意:
  Test tt;	//error:类Test不存在默认构造函数，因为自己定义了构造函数//** 匿名对象如果没有值来接收，那么就会被立即释放 **
  Int(2, 3);           //会立即释放Int f = Int(2,3);   //就不会立即释放
  

如果没有写有参构造函数，那么C++编译器会自动帮我们生成一个无参构造函数，如果写了有参构造函数，那么就不会帮我们生成了，必须自己写一个无惨构造函数，才能直接定义对象。

拷贝构造函数(赋值构造)

• 用一个对象去初始化另一个对象时(函数传参也会拷贝)，需要拷贝构造(如果自己没有写，编译器会自动帮我们生成)

  Test t(1,"2");
  //1,赋值符号
  Test t1 =t;
  //2,参数方法
  Test t2(t);t2 = t1;	//这个调用的是赋值运算符重载函数
  

• 注意：定义之后进行赋值不会调用拷贝构造函数，而是调用赋值函数，这是运算符重载，这个涉及到运算符重载的知识，这个我们稍后讲解，注意：拷贝构造与运算符重载很容易搞混

移动构造函数

• 移动构造函数数用来实现移动语义，转移对象之间的资源(如果自己没有写，编译器会自动帮我们生成)，调用std::move()

// 定义一个对象
Test t1("wy", 18);
Test t2(std::move(t1));  //移动构造，这个时候对象t1所有权都转移给了t2，t1没有了资源，这样提高了资源的利用率

移动std::move()这个东西，我感觉很神奇，没有结合实践，感觉就这么回事，但是一结合实际，就会发现他特别伟大，特别好用！！！！

深拷贝和浅拷贝

首先，明确一点深拷贝和浅拷贝是针对类里面有指针的对象的，因为基本数据类型在进行赋值操作时（也就是拷贝）是直接将值赋给了新的变量，也就是该变量是原变量的一个副本，这个时候你修改两者中的任何一个的值都不会影响另一个，而对于对象来说在进行浅拷贝时，只是将对象的指针复制了一份，也就内存地址，即两个不同的对象里面的指针指向了同一个内存地址，那么在改变任一个对象的指针指向的内存的值时，都是该变这个内存地址的所存储的值，所以两个变量的值都会改变。

简单来说，当数据成员中有指针时，必须要用深拷贝。

• 浅拷贝（shallowCopy）只是增加了一个指针指向已存在的内存地址。
  • 使用浅拷贝，释放内存的时候可能会出现重复释放同一块内存空间的错误。
• 深拷贝（deepCopy）是增加了一个指针并且申请了一个新的内存，使这个增加的指针指向这个新的内存。
  • 使用深拷贝下，释放内存的时候不会因为出现重复释放同一个内存的错误。

注意

• C++类中默认提供的拷贝构造函数，是浅拷贝的
• 要想实现深拷贝，必须自己手动实现拷贝构造函数

//自己实现深拷贝
TString(const TString& other)                //普通：右值引用
{if(&other != this) {  // 不是自己拷贝自己m_size = other.m_size;m_str = new cahr[m_size + 1];strcay(m_str,other.m_str);}
}int mian()
{TString other = TString hello;     //hello 为TString的一个实例化对象
}

构造函数的初始化参数列表

初始化参数列表

当我们再构造函数进行赋值成员变量的时候，可以有以下两种方法：

class Student
{
public:// 方法一Student(std::string uid, std::string name, int age){m_uid = uid;m_name = name;m_age = age;}// 方法二，推荐：参数列表方法，不同变量之间用 ‘,’ 隔开 Student(std::string uid, std::string name, int age):m_uid(uid),m_name(name),m_age(age){}private:std:string m_uid;std::string m_name;int m_age;
}

两种方法都可，但是我比较喜欢第二种。

类中类如何构造

类的组合：组合（有时候叫聚合）是将一个对象放到另一个对象里）。它是一种 has-a 的关系。

简单来说，就是一个类的对象作为另一个类的成员，这就叫做类的组合。

那这个时候这么对每一个对象值赋值呢？

假设我们再一个类B中创建了一个类A作为成员变量，而且A类中成员变量中，它只有一个带参数的构造函数，没有默认构造函数。这时要对这个类成员进行初始化，就必须调用这个类成员的带参数的构造函数

class A
{
public:A(int a) {int m_a = a;}
private:int m_a;
}// 定义类B
class B
{
public:B(int b, int a):a1(a),m_b1 = b{}private:int m_b1;A a1;					// 创建A对象
}

本类和对象成都需要执行构造函数，那么谁先执行呢？有什么样的顺序呢？

• 先指针被组合对象的构造函数，如果组合对象有多个，按照定义顺序，而不是按照初始化列表的顺序！
• 析构和构造顺序相反，这个再上面将构造和析构函数有讲解，如果大家忘了，可以回去看一下哦🤠🤠🤠