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C++构造函数的几个难点(基于C++ 11)

快要有一个月没有更新博客了,是时候再动一动笔啦!因为最近在学习C++,在学习过程中看了好多书,也在实际训练中遇到了一些问题。所以在接下来的时间里,应该会对C++里自己遇到的一些难点写几篇专题,就当是为自己梳理巩固知识啦!

我们都知道所谓构造函数就是类用来初始化各个数据成员的(非静态),如果成员都没初始化好,那么在对类的后续操作中肯定会遇到各种莫名其妙的错误。所以,我们有必要对构造函数做一个全面的了解,知道在各种情况下,构造函数都是怎样执行的,这样才能对类进行完美的控制。

默认构造函数:

class base{
public:
    base()=default;
    base(string& s1,int a1):s(s1),a(a1){}
    base(base& b):s(b.s),a(b.a){}
    void print(){cout<<s;cout<<a;}
private:
    const string s;
    int a=0;
};

首先我们都知道构造函数是支持重载的,一个类的对象可以支持多种初始化方式。那么如果类里面没有定义构造函数怎么办呢?其实无所谓,因为系统会自动对类里面的各个数据成员进行初始化。例如,类中有个string类型的变量s。系统就会自动调用string的构造函数,将s初始化为空字符串,对于其他的数据成员进行类似操作即可。需要注意的是,在C++ 11中是支持类的数据成员在声明是赋值的,因此当base类的对象采用默认构造方式是,成员a的值就为0。那么,如果在类中有构造函数呢?这个时候系统就不提供默认构造函数了,这个时候当你创建类的对象,并且不提供参数初始化的话,编译器就会报错。当然,假如你想要使用系统默认的构造函数也是可以的。如上代码所示,C++ 11中只要在无参的构造函数名后面加=default就可以了。

初始化列表:

记得当初还没有认真学习C++的时候,总是疑惑这初始化列表到底是干嘛的?在函数体里面进行赋值不是一样么?事实上当然是不一样的。其实在构造函数的函数体之前,各个数据成员就都已经初始化好了。如果在函数体内有赋值语句,对,那是赋值,而不是初始化!这一点当存在const变量的时候表现得特别明显。因为const变量只能初始化而不能赋值。就像上面的代码中的s,当s在函数体内被赋值的话,系统就会报错。这就是初始化列表的意义。

单继承类的构造函数:

class derived:public base{
public:
    derived()=default;
    derived(derived& der1):base(der1),b(der1.b){}
private:
    int b=0;
};
在上面的代码中,derived类是base类的继承类。在类的继承当中有一个非常重要的原则,那就是自己干自己的事情。例如,在初始化继承类的过程中,继承类的父类部分,它是不管的,只是将参数传给父类的构造函数,让它自己去初始化好了,它要做的是初始化自己新增加的部分。那么问题就来了,在继承类的赋值构造函数中,继承类部分的赋值是没有问题的,但是基类部分怎么办呢?因为基类的赋值构造函数要求的是基类的对象,但是参数是继承类。如果想要对基类的成员一个一个赋值也是不现实的,因为继承类对象是不能访问基类部分的私有成员的。那怎么办呢?很简单,把继承类对象作为参数赋值给基类的赋值构造函数。虽然基类的赋值构造函数要求的参数是基类对象的引用,但是显然,继承类对象的包含基类的。因此,只要把继承类对象传递过去,系统会自动将基类部分完成初始化。对于继承类的构造函数,还有一点需要注意到是初始化的顺序。我们可以把整个类的继承看做一棵树,那么当前所在的继承类就可以看做是叶子节点。这样看来就很简单了,对于继承类的初始化过程就是从树根到树叶逐步初始化的过程。就如上面的代码,在初始化derived类的对象的时候,先初始化它的base部分,然后再初始化它自己新添加的部分。

多继承类的构造函数:

多继承类构造函数的运作方式其实和单继承类是类似的。不过有一点需要特别注意的是,当多继承类中存在虚基类的时候,为了防止虚基类被重复构造。我们再当前类的构造函数中就要对其进行初始化。例如,我们有如下继承关系:A->B1->C,A->B2->C。其中A是C的虚基类。如果我们还是按照单继承的方式进行初始化,显然,因为有两条路径,所以A会被初始化两次。所以我们在构造C的时候先要对虚基类进行初始化并且C的构造函数应采用如下格式:

C(...):A(...),B1(..),B2(...)...{ }

即使没有将A的构造函数显式声明,系统依然会先默认初始化A。并且由于多类继承从左往右的初始化顺序,这四个类将按照:A,B1,B2,C的顺序完成初始化。

以上这些内容就是我对C++构造函数中存在的难点进行的一些总结。





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