C++ 类和对象篇(五) 析构函数

目录

一、概念

1. 析构函数是什么？

2. 为什么要有析构函数？

3. 怎么用析构函数？

3.1 创建析构函数

3.2 调用析构函数

二、特性

三、什么时候会调用析构函数

四、合成析构函数

五、对象的析构顺序

1. 局部对象

2. 动态对象

3. 全局对象

【总结】 

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一、概念

1. 析构函数是什么？

        析构函数是一个特殊的成员函数，在对象销毁时用来释放对象使用的资源(如关闭文件、释放内存等)和销毁非static成员变量。

2. 为什么要有析构函数？

        如何释放对象申请的系统资源？忘记释放怎么办？能不能在销毁对象时自动释放？

举个小例子：
class Test
{
public:
	//构造函数
	Test()
	{
		_arr = (char*)malloc(1024*1024*1024);//申请1G空间
	}
	//销毁函数：用于释放资源
	void Destory()
	{
		free(_arr);
	}
private:
	char* _arr;
};
 
int main()
{
	Test* t = new Test;//在堆上创建一个对象
	delete t;//销毁一个对象
	while (1) {}
	return 0;
}
 
如果要销毁Test对象，必须先使用Destory公有方法来释放资源，否则会造成内存泄漏，
这未免有点麻烦，而且容易忘记，那能否在对象销毁的同时释放资源呢？

将以上程序运行起来，对比前后的内存变化，可以发现销毁对象前如果忘记释放资源，就会造成内存泄漏等问题。

程序运行前： 

程序运行后：

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        所以为避免C++使用者在销毁对象时忘记释放对象使用的资源，C++引入了析构函数，在析构函数里写释放资源的代码，在对象销毁时编译器会自动调用析构函数释放对象使用的资源。析构函数相对于自己写的销毁函数，其优势在于不需要自己去显示调用。 

        析构函数的目的是确保对象在销毁前将其占用的资源全部释放，以避免资源泄漏和内存泄漏等问题。

3. 怎么用析构函数？

3.1 创建析构函数

        创建时要注意析构函数特征：析构函数名是在类名前加上字符~、无参数无返回值。

        类中动态申请的资源需要在析构函数中写相应的代码手动释放。

用以下例子来说明如何创建无参构造函数和带参构造函数：
创建时要注意析构函数特征：析构函数名是在类名前加上字符~、无参数无返回值。
class Test
{
public:
	//构造函数
	Test()
	{
		_arr = (char*)malloc(1024*1024*1024);//申请1G空间
	}
	//析构函数：在析构函数里释放资源，对象被销毁时会自动被调用。
	~Test()
	{
		cout << "析构函数调用成功！" << endl;
		free(_arr);
	}
private:
	char* _arr;
};

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3.2 调用析构函数

        在对象销毁时编译器会自动调用析构函数。所以析构函数是不需要我们去显示调用的，我们只需要记得销毁对象(特指堆上的对象)即可。

接上面的例子，演示如何调用无参构造函数和带参构造函数：
int main()
{
	//在堆上创建对象t
	Test* t = new Test;
	for (int i = 0; i < 100000; ++i)
	{
		cout << i << endl;
	}
	//销毁对象t
	delete t;
	return 0;
}

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二、特性

        再次强调，析构函数的任务不是销毁对象，而是完成对象中资源的清理工作(释放对象使用的资源，并销毁对象的非static成员变量)，对象在销毁时会自动调用析构函数。

析构函数是特殊的成员函数，其特征如下：

1. 析构函数名是在类名前加上字符~。

2. 无参数也不接受参数，所以无法重载。且无返回值。

3. 一个类只能有一个析构函数，析构函数不能重载。

4. 对象动态申请的资源需要在析构函数中写相应的代码手动释放。

5. 若未显式定义，系统会自动生成默认的析构函数。

6. 对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数。

7. 对于成员变量的销毁不需要我们显示的写在析构函数体中，在析构函数中的语句被执行完后，还有一个隐含的析构阶段，在该阶段中内置类型的成员变量由系统进行回收，自定义类型的成员变量系统会去调用它的析构函数。（所以析构函数的执行分两部分，先执行析构函数体中的语句，然后进入隐含的析构阶段。）

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三、什么时候会调用析构函数

无论何时一个对象被销毁，就会自动调用其析构函数:

• 对象在离开其作用域时被析构。
• 当一个对象被销毁时,其成员被析构。
• 容器（无论是标准库容器还是数组）被销毁时其元素被析构。
• 对干动态分配的对象,当对指向它的指针应用delete运算符时被析构。
• 对于临时对象,当创建它的完整表达式结束时被析构。

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四、合成析构函数

若未显式定义，系统会自动生成默认的析构函数，叫做合成析构函数。

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那什么时候需要显示的写析构函数，什么时候让编译器自动生成呢？

        有资源申请(如使用malloc动态开辟空间)时，一定要写，否则会造成资源泄漏。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。

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五、对象的析构顺序

1. 局部对象

        后实例化的对象先析构，先实例化的对象后析构。因为对象是定义在栈帧里面的，而栈帧的建立遵循后进先出。

class A
{
public:
	~A()
	{
		cout << "A被析构" << endl;
	}
};
 
class B
{
public:
	~B()
	{
		cout << "B被析构" << endl;
	}
};
 
class C
{
public:
	~C()
	{
		cout << "C被析构" << endl;
	}
};
 
int main()
{
	A a;
	B b;
	C c;
	return 0;
}

2. 动态对象

        动态对象的析构发生在使用delete的时候，与delete的使用顺序相关。

int main()
{
	A* a = new A();
	B* b = new B();
	C* c = new C();
	delete a;
	delete b;
	delete c;
	return 0;
}

3. 全局对象

        在一个源文件中的全局对象，先实例化的对象后析构。

A a;
B b;
C c;
 
int main()
{
	return 0;
}

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【总结】 

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才疏学浅，谬误难免，欢迎各位批评指正。