C++面向对象程序设计 - 派生类的构造函数和析构函数

        构造函数的主要作用对数据成员初始化，基类的构造函数是不能被继承的，在声明派生类时，派生类并没有把类的构造函数继承下来。因此，对继承过来的基类成员初始化的工作也要由派生类的构造函数完成；所以在派生类中不仅要考虑自身增加的数据成员的初始化，还要考虑基类的数据成员的初始化。

一、派生类的构造函数

        解决方法则是，在执行派生类的构造函数时，调用基类的构造函数。

        其一般形式为

派生类构造函数名 ( 总参数表列 ) : 基类构造函数名 ( 参数表列 ) 

{

        派生类中新增数据成员初始化语句

}

        这里通过人与学生类示例来演示，将Person类数据成员设置为保护成员，这样方便直接在派生类中调用。代码如下：

#include 
#include 
using namespace std;
// 基类 - 人类
class Person{
	protected:
		string name;	// 姓名
		int age;		//年龄
		char gender;	//性别
	public:
		Person(){
			name = "anonym";
			age = 0;
			gender = 0;
		}
		Person(string name, int age, char gender): name(name), age(age), gender(gender){}
};
// 派生类 - 学生
class Student: public Person{
	private:
		string school;
	public:
		Student(string name, int age, char gender, string school): Person(name, age, gender){
			this->school = school;
		}
		void display(){
			cout <<"name:" <
			cout <<"age:" <
			cout <<"gender:" <<(gender=='1'?"male":"female") <
			cout <<"school:" <
		}
};
int main(){
	Student s("Tom", 18, '1', "middle school");
	s.display();
	return 0;
}

        运行结果如下：

在建立一个对象时，执行构造函数的顺序：

1. 派生类构造函数先调用基类构造函数；
2. 再执行派生类构造函数本身（即派生类构造函数的函数体）。

二、有子对象的派生类的构造函数

        在类对象中，数据成员都是标准类型（如int，char）或系统提供的类型（如string），但实际上，类的数据成员中还可以包含类对象。类对象中内嵌对象，即对象中的对象，称为子对象。

        这里将学生对应的班长，先以Person类表示，在Student类中定义子对象并在派生类构造函数中初始化。代码如下：

#include 
#include 
using namespace std;
// 基类 - 人类
class Person{
	protected:
		string name;	// 姓名
		int age;		//年龄
		char gender;	//性别
	public:
		Person(){
			name = "anonym";
			age = 0;
			gender = 0;
		}
		Person(string name, int age, char gender): name(name), age(age), gender(gender){}
		void display(){
			cout <<"name:" <
			cout <<"age:" <
			cout <<"gender:" <<(gender=='1'?"male":"female") <
		}
};
// 派生类 - 学生
class Student: public Person{
	private:
		Person monitor;		// 定义子对象（班长）
		string school;
	public:
		// 构造函数，并初始化基类和子对象
		Student(string name, int age, char gender, string school, string m_name, int m_age, char m_gender): 
			Person(name, age, gender), school(school), monitor(m_name, m_age, m_gender){}
		void display(){
			cout <<"name:" <
			cout <<"age:" <
			cout <<"gender:" <<(gender=='1'?"male":"female") <
			cout <<"school:" <
			
			cout <"monitor:" <
			monitor.display();
		}
};
int main(){
	Student s("Tom", 18, '1', "middle school", "John", 19, '1');
	s.display();
	return 0;
}

        运行结果如下：

        派生类构造函数的任务包括三部分：

1. 对基类数据成员初始化；
2. 对子对象数据成员初始化；
3. 对派生类数据成员初始化。

        定义派生类构造函数的一般形式：

派生类构造函数名 (总参数表列) : 基类构造函数名 (参数表列), 子对象名 (参数表列)

{

        派生类中新增数据成员初始化语句

}

        执行派生类构造函数的顺序：

1. 调用基类构造函数，对基类数据成员初始化；
2. 调用子对象构造函数，对子对象数据成员初始化；
3. 再执行派生类构造函数本身，对派生类数据成员初始化。

三、多层派生时的构造函数

        一个类不仅可以派生出一个派生类，派生类还可以继续派生，形成派生的层次结构。

        这里在Person类和Student类基础上再定义一个Teacher类，其顺序是Person -> Student -> Teacher。示例代码如下：

#include 
#include 
using namespace std;
// 基类 - 人类
class Person{
	protected:
		string name;	// 姓名
		int age;		//年龄
		char gender;	//性别
	public:
		Person(){
			name = "anonym";
			age = 0;
			gender = 0;
		}
		Person(string name, int age, char gender): name(name), age(age), gender(gender){}
};
// 派生类 - 学生
class Student: public Person{
	private:
		string school;
	public:
		// 构造函数，并初始化基类
		Student(string name, int age, char gender, string school): 
			Person(name, age, gender), school(school){}
		string show_school(){
			return school;
		}
		void display(){
			cout <<"name:" <
			cout <<"age:" <
			cout <<"gender:" <<(gender=='1'?"male":"female") <
			cout <<"school:" <
			cout <
		}
};
class Teacher: public Student{
	private:
		string course;			//课程
	public:
		// 构造函数，并初始化基类
		Teacher(string name, int age, char gender, string school, string course): 
			Student(name, age, gender, school), course(course){}
		void display(){
			cout <<"name:" <
			cout <<"age:" <
			cout <<"gender:" <<(gender=='1'?"male":"female") <
			cout <<"school:" <<show_school() <
			cout <<"course:" <
			cout <
		}
};
int main(){
	Student s("Tom", 18, '1', "middle school");		//定义学生类对象
	Teacher t("Lily", 30, '2', "middle school", "Mathematics");	//定义教师类对象
	
	s.display();	// 显示学生信息
	t.display();	//显示教师信息
	return 0;
}

        运行结果如下：

        初始化顺序：

1. 先初始化基类（Person）的数据成员；
2. 再初始化派生类（Student）的数据成员；
3. 最后再初始化派生类（Teacher）的数据成员。

四、派生类的析构函数

        析构函数的作用是在对象撤销之前，进行必要的清理工作。当对象被删除时，系统会自动调用析构函数。

        在派生类中析构函数不能被继承，也需要通过派生类的析构函数去调用基类的析构函数。在派生类中可以根据需要定义析构函数，用来对派生类中所增加的成员进行清理工作，基类的清理工作扔然由基类的析构函数完成。在执行派生类的析构函数时，系统会自动调用基类的析构函数和子对象的析构函数，对基类和子对象进行清理。

        析构函数的调用顺序刚好与构造函数相反，析构函数是先调用派生类的析构函数，对派生类的成员进行清理，然后调用子对象的析构函数对子对象进行清理，最后调用基类的析构函数对基类进行清理。

        这里将子对象中代码稍作修改，来演示析构函数执行顺序，示例代码如下：

#include 
#include 
using namespace std;
// 基类 - 人类
class Person{
	protected:
		string name;	// 姓名
		int age;		//年龄
		char gender;	//性别
	public:
		Person(){
			name = "anonym";
			age = 0;
			gender = 0;
		}
		Person(string name, int age, char gender): name(name), age(age), gender(gender){}
		// 基类的析构函数
		~Person(){
			cout <", Person constructor" <
		}
};
// 派生类 - 学生
class Student: public Person{
	private:
		Person monitor;		// 定义子对象（班长）
		string school;
	public:
		// 构造函数，并初始化基类和子对象
		Student(string name, int age, char gender, string school, string m_name, int m_age, char m_gender): 
			Person(name, age, gender), school(school), monitor(m_name, m_age, m_gender){}
		// 派生类的析构函数
		~Student(){
			cout <", Student constructor" <
		}
};
int main(){
	Student s("Tom", 18, '1', "middle school", "John", 19, '1');
	return 0;
}

        运行结果如下：

        由图可见，基类（Person类）是最后执行的，子对象（John对象）是在基类之前执行，而最先执行的则是派生类（Student类）。

        这个过程是确保了资源在正确的顺序中被释放。