• C++解析(11):对象的构造


    0.目录

    1.对象的初始化

    2.构造函数

    3.无参构造函数与拷贝构造函数

    4.小结

    1.对象的初始化

    对象中成员变量初始值是多少?
    下面的类定义中成员变量ij初始值是什么?

    从程序设计的角度,对象只是变量,因此:

    • 上创建对象时,成员变量初始为随机值
    • 上创建对象时,成员变量初始为随机值
    • 静态存储区创建对象时,成员变量初始为0

    C++中可以定义与类名相同的特殊成员函数,这种特殊的成员函数叫做构造函数

    • 构造函数没有任何返回类型的声明
    • 构造函数在对象定义时自动被调用

    2.构造函数

    带有参数的构造函数:

    • 构造函数可以根据需要定义参数
    • 一个类中可以存在多个重载的构造函数
    • 构造函数的重载遵循C++重载的规则

    友情提醒——对象定义对象声明不同:

    • 对象定义——申请对象的空间并调用构造函数
    • 对象声明——告诉编译器存在这样一个对象

    构造函数的自动调用:

    构造函数的调用:

    • 一般情况下,构造函数在对象定义时被自动调用
    • 一些特殊情况下,需要手工调用构造函数

    如何创建一个对象数组?

    #include <stdio.h>
    
    class Test
    {
    private:
        int m_value;
    public:
        Test()
        {
            printf("Test()
    ");
            
            m_value = 0;
        }
        Test(int v)
        {
            printf("Test(int v), v = %d
    ", v);
            
            m_value = v;
        }
        int getValue()
        {
            return m_value;
        }
    };
    
    int main()
    {
        Test ta[3] = {Test(), Test(1), Test(2)};
        
        for(int i=0; i<3; i++)
        {
            printf("ta[%d].getValue() = %d
    ", i , ta[i].getValue());
        }
        
        Test t = Test(100);
        
        printf("t.getValue() = %d
    ", t.getValue());
        
        return 0;
    }
    

    为了指定初始值,需要手工调用构造函数。
    运行结果为:

    [root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
    [root@bogon Desktop]# ./a.out 
    Test()
    Test(int v), v = 1
    Test(int v), v = 2
    ta[0].getValue() = 0
    ta[1].getValue() = 1
    ta[2].getValue() = 2
    Test(int v), v = 100
    t.getValue() = 100
    

    3.无参构造函数与拷贝构造函数

    两个特殊的构造函数:

    • 无参构造函数——没有参数的构造函数
    • 拷贝构造函数——参数为const class_name& 的构造函数

    无参构造函数:当类中没有定义构造函数时,编译器默认提供一个无参构造函数,并且其函数体为空
    拷贝构造函数:当类中没有定义拷贝构造函数时,编译器默认提供一个拷贝构造函数简单的进行成员变量的值复制

    拷贝构造函数的意义:

    • 兼容C语言的初始化方式
    • 初始化行为能够符合预期的逻辑
    • 浅拷贝——拷贝后对象的物理状态相同
    • 深拷贝——拷贝后对象的逻辑状态相同

    编译器提供的拷贝构造函数只进行浅拷贝!

    什么时候需要进行深拷贝
    对象中有成员指代了系统中的资源

    • 成员指向了动态内存空间
    • 成员打开了外存中的文件
    • 成员使用了系统中的网络端口
    • ......

    问题分析

    一般性原则
    自定义拷贝构造函数必然需要实现深拷贝!!!

    深拷贝示例:

    #include <stdio.h>
    
    class Test
    {
    private:
        int i;
        int j;
        int* p;
    public:
        int getI() { return i; }
        int getJ() { return j; }
        int* getP() { return p; }
        Test(const Test& t)
        {
            i = t.i;
            j = t.j;
            p = new int;
            
            *p = *t.p;
        }
        Test(int v)
        {
            i = 1;
            j = 2;
            p = new int;
            
            *p = v;
        }
        void free() { delete p; }
    };
    
    int main()
    {
        Test t1(3);
        Test t2(t1);
        
        printf("t1.i = %d, t1.j = %d
    ", t1.getI(), t1.getJ());
        printf("t2.i = %d, t2.j = %d
    ", t2.getI(), t2.getJ());
        
        printf("*t1.p = %d, t1.p = %p
    ", *t1.getP(), t1.getP());
        printf("*t2.p = %d, t2.p = %p
    ", *t2.getP(), t2.getP());
        
        t1.free();
        t2.free();
        
        return 0;
    }
    

    如果不进行深拷贝,采用默认的拷贝构造函数,那么t1.p和t2.p将指向同一片堆空间,因此这一片将被释放两次!
    运行结果为:

    [root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
    [root@bogon Desktop]# ./a.out 
    t1.i = 1, t1.j = 2
    t2.i = 1, t2.j = 2
    *t1.p = 3, t1.p = 0x2363010
    *t2.p = 3, t2.p = 0x2363030
    

    4.小结

    • 每个对象在使用之前都应该初始化
    • 类的构造函数用于对象的初始化
    • 构造函数与类同名并且没有返回值
    • 构造函数在对象定义时自动被调用
    • 构造函数可以根据需要定义参数
    • 构造函数之间可以存在重载关系
    • 构造函数遵循C++中重载函数的规则
    • 对象定义时会触发构造函数的调用
    • 在一些情况下可以手动调用构造函数
    • C++编译器会默认提供构造函数
    • 无参构造函数用于定义对象的默认初始状态
    • 拷贝构造函数在创建对象时拷贝对象的状态
    • 对象的拷贝有浅拷贝深拷贝两种方式
      1. 浅拷贝使得对象的物理状态相同
      2. 深拷贝使得对象的逻辑状态相同
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