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C++构造函数与析构函数的解析

2024-11-06 00:03:39   208人阅读

创建一个对象时，常常需要作某些初始化的工作，例如对数据成员赋初值。


注意，类的数据成员是不能在声明类时初始化的。如果一个类中所有的成员都是公用的，则可以在定义对象时对数据成员进行初始化。如：

  1. class Time
  2. {
  3.    public : //声明为公用成员
  4.    hour;
  5.    minute;
  6.    sec;
  7. };
  8. Time t1={14,56,30};  //将t1初始化为14:56:30
这种情况和结构体变量的初始化是差不多的，在一个花括号内顺序列出各公用数据成员的值，两个值之间用逗号分隔。但是，如果数据成员是私有的，或者类中有private或protected的成员，就不能用这种方法初始化。

这里的几个例子（C++面向对象程序设计举例）是用成员函数来对对象中的数据成员赋初值的(例如例8.3中的set_time函数)。从例8.3中可以看到，用户在主函数中调用set_time函数来为数据成员赋值。如果对一个类定义了多个对象，而且类中的数据成员比较多，那么，程序就显得非常臃肿烦琐。

构造函数的作用

为了解决这个问题，C++提供了构造函数(constructor)来处理对象的初始化。构造函数是一种特殊的成员函数，与其他成员函数不同，不需要用户来调用它，而是在建立对象时自动执行。

构造函数的名字必须与类名同名，而不能由用户任意命名，以便编译系统能识别它并把它作为构造函数处理。它不具有任何类型，不返回任何值。构造函数的功能是由用户定义的，用户根据初始化的要求设计函数体和函数参数。

【例9.1】在例8.3基础上定义构造成员函数。
  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. class Time
  4. {
  5.    public :
  6.    Time( )
  7.    {
  8.       hour=0;
  9.       minute=0;
  10.       sec=0;
  11.    }
  12.    void set_time( );
  13.    void show_time( );
  14.    private :
  15.    int hour;
  16.    int minute;
  17.    int sec;
  18. };
  19. void Time::set_time( )
  20. {
  21.    cin>>hour;
  22.    cin>>minute;
  23.    cin>>sec;
  24. }
  25. void Time::show_time( )
  26. {
  27.    cout<<hour<<":"<<minute<<":"<<sec<<endl;
  28. }
  29. int main( )
  30. {
  31.    Time t1;
  32.    t1.set_time( );
  33.    t1.show_time( );
  34.    Time t2;
  35.    t2.show_time( );
  36.    return 0;
  37. }
程序运行的情况为：
10 25 54↙  (从键盘输入新值赋给t1的数据成员)
10:25:54    (输出t1的时、分、秒值) 
0:0:0   (输出t2的时、分、秒值)

在类中定义了构造函数Time，它和所在的类同名。在建立对象时自动执行构造函数，它的作用是对该对象中的数据成员赋初值0。请不要误认为是在声明类时直接对程序数据成员陚初值(那是不允许的)，赋值语句是写在构造函数函数体中的，只有在调用构造函数时才执行这些赋值语句，对当前的对象中的数据成员赋值。

上面是在类内定义构造函数的，也可以只在类内对构造函数进行声明而在类外定义构造函数。将程序中的第4~7行改为下面一行：
    Time( ); //对构造函数进行声明
在类外定义构造函数：
  1. Time::Time( ) //在类外定义构造成员函数，要加上类名Time和域限定符“::”
  2. {
  3.    hour=0;
  4.    minute=0;
  5.    sec=0;
  6. }

有关构造函数的使用，有以下说明：
  1. 在类对象进入其作用域时调用构造函数。
  2. 构造函数没有返回值，因此也不需要在定义构造函数时声明类型，这是它和一般函数的一个重要的不同之点。
  3. 构造函数不需用户调用，也不能被用户调用。
  4. 在构造函数的函数体中不仅可以对数据成员赋初值，而且可以包含其他语句。但是一般不提倡在构造函数中加入与初始化无关的内容，以保持程序的清晰。
  5. 如果用户自己没有定义构造函数，则C++系统会自动生成一个构造函数，只是这个构造函数的函数体是空的，也没有参数，不执行初始化操作。

析构函数(destructor)也是一个特殊的成员函数，它的作用与构造函数相反，它的名字是类名的前面加一个“~”符号。


在C++中“~”是位取反运算符，从这点也可以想到，析构函数是与构造函数作用相反的函数。当对象的生命期结束时，会自动执行析构函数。

具体地说如果出现以下几种情况，程序就会执行析构函数：
  1. 如果在一个函数中定义了一个对象(它是自动局部对象)，当这个函数被调用结束时，对象应该释放，在对象释放前自动执行析构函数。
  2. static局部对象在函数调用结束时对象并不释放，因此也不调用析构函数，只在main函数结束或调用exit函数结束程序时，才调用static局部对象的析构函数。
  3. 如果定义了一个全局对象，则在程序的流程离开其作用域时(如main函数结束或调用exit函数) 时，调用该全局对象的析构函数。
  4. 如果用new运算符动态地建立了一个对象，当用delete运算符释放该对象时，先调用该对象的析构函数。

析构函数的作用并不是删除对象，而是在撤销对象占用的内存之前完成一些清理工作，使这部分内存可以被程序分配给新对象使用。程序设计者事先设计好析构函数，以完成所需的功能，只要对象的生命期结束，程序就自动执行析构函数来完成这些工作。

注意：析构函数不返回任何值，没有函数类型，也没有函数参数。因此它不能被重载。一个类可以有多个构造函数，但只能有一个析构函数。

实际上，析构函数的作用并不仅限于释放资源方面，它还可以被用来执行“用户希望在最后一次使用对象之后所执行的任何操作”，例如输出有关的信息。这里说的用户是指类的设计者，因为，析构函数是在声明类的时候定义的。也就是说，析构函数可以完成类的设计者所指定的任何操作。

一般情况下，类的设计者应当在声明类的同时定义析构函数，以指定如何完成“清理”的工作。如果用户没有定义析构函数，C++编译系统会自动生成一个析构函数，但它只是徒有析构函数的名称和形式，实际上什么操作都不进行。想让析构函数完成任何工作，都必须在定义的析构函数中指定。

【例9.5】包含构造函数和析构函数的C++程序。
  1. #include<string>
  2. #include<iostream>
  3. using namespace std;
  4. class Student //声明Student类
  5. {
  6.    public :
  7.    Student(int n,string nam,char s ) //定义构造函数
  8.    {
  9.       num=n;
  10.       name=nam;
  11.       sex=s;
  12.       cout<<"Constructor called."<<endl; //输出有关信息
  13.    }
  14.    ~Student( ) //定义析构函数
  15.    {
  16.       cout<<"Destructor called. The num is "<<num<<"."<<endl;
  17.    } //输出有关信息
  18.    void display( ) //定义成员函数
  19.    {
  20.       cout<<"num: "<<num<<endl;
  21.       cout<<"name: "<<name<<endl;
  22.       cout<<"sex: "<<sex<<endl<<endl;
  23.    }
  24.    private :
  25.    int num;
  26.    string name;
  27.    char sex;
  28. };
  30. int main( )
  31. {
  32.    Student stud1(10010,"Wang_li",‘f‘); //建立对象stud1
  33.    stud1.display( ); //输出学生1的数据
  34.    Student stud2(10011,"Zhang_fun",‘m‘); //定义对象stud2
  35.    stud2.display( ); //输出学生2的数据
  36.    return 0;
  37. }
程序运行结果如下：
Constructor called.    (执行stud1的构造函数) 
num: 10010    (执行stud1的display函数)
name:Wang_li
sex: f
Constructor called.    (执行stud2的构造函数)
num: 10011     (执行stud2的display函数)
name:Zhang_fun
sex:m
Destructor called. The num is 10011.    (执行stud2的析构函数)
Destructor called. The num is 10010.    (执行stud1的析构函数)

C++构造函数与析构函数的解析


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