• C++类和对象【2】—— 对象特性（构造函数、析构函数、拷贝构造函数、深浅拷贝、初始化列表、类对象作为成员类、静态成员变量及静态成员函数等。）

    目录

    构造函数和析构函数

    构造函数

    析构函数

    构造函数的分类和调用

    拷贝构造函数调用时机

    构造函数调用规则

    深拷贝与浅拷贝

    初始化列表

    类对象作为类成员

    静态成员

    和生活中的东西一样，每个对象都应该会有出厂设置和销毁（清除数据）功能。

    构造函数和析构函数

    对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题

            一个对象或者变量没有初始状态，对其使用后果是未知

            同样的使用完一个对象或变量，没有及时清理，也会造成一定的安全问题

    c++利用了构造函数和析构函数解决上述问题，这两个函数将会被编译器自动调用，完成对象初始化和清理工作。

    对象的初始化和清理工作是编译器强制要我们做的事情，因此如果我们不提供构造和析构，编译器会提供。编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。不管是不是自己写的，都不需要手动调用。

    • 构造函数：主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值，构造函数由编译器自动调用，无须手动调用。

    • 析构函数：主要作用在于对象销毁前系统自动调用，执行一些清理工作。

    构造函数

    构造函数语法：类名(){}

    1. 构造函数，没有返回值也不写void

    2. 函数名称与类名相同

    3. 构造函数可以有参数，因此可以发生重载

    4. 程序在调用对象时候会自动调用构造，无须手动调用，而且只会调用一次

    析构函数

    析构函数语法： ~类名(){}

    1. 析构函数，没有返回值也不写void

    2. 函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~

    3. 析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载

    4. 程序在对象销毁前会自动调用析构，无须手动调用,而且只会调用一次

    1. //对象的初始化和清理
    2. //1、构造函数初始化
    3. class Person {
    4.  
    5. public:
    6. 	//没有返回值，不用写void
    7. 	//函数名与类名相同
    8. 	//构造函数可以重载
    9. 	//在创建对象时，自动调用（只一次）
    10. 	Person() {
    11. 		cout << "Person构造函数的调用" << endl;
    12. 	}
    13.  
    14. 	//2、析构函数 删除
    15. 	//没有返回值，不用写void
    16. 	//函数名与类名相同 在前面加~
    17. 	//析构函数没有参数，不能重载
    18. 	//对象在销毁前，自动调用（只一次）
    19.  
    20. 	~Person() {
    21. 		cout << "Person析构函数的调用" << endl;
    22. 	}
    23. };
    24.  
    25. //构造和析构都是必须要有的，不写的话编译器会进行空实现。
    26. void test01() {
    27. 	Person p;		//在栈上的数据，test01执行完毕后，释放这个对象（所以才能看到析构调用0
    28. }
    29.  
    30. int main() {
    31. 	test01();
    32.  
    33. 	system("pause");
    34. 	return 0;
    35. }

    现在我们把Person p写一份到main函数里面，不调用test01，运行看看会出现什么结果？

    大家可以想想为啥会出现这个原因呢？

    把对象实例化放到了main函数里面，实例化对象之后，接着执行pause语句，会导致程序中断在这一行了，出现窗口之后按任意键继续，return 0了，这个时候会发生析构，不信可以自己去运行一下，在按任意键继续之后，窗口会瞬间出现“Person析构函数的调用“。

     构造函数的分类和调用

    两种分类方式：

            按参数分为： 有参构造和无参构造（默认构造函数）

            按类型分为： 普通构造和拷贝构造

    三种调用方式：

            括号法

            显示法

            隐式转换法

    1. //1、构造函数分类
    2. // 按照参数分类分为 有参和无参构造   无参又称为默认构造函数
    3. // 按照类型分类分为 普通构造和拷贝构造
    4.  
    5. class Person {
    6. public:
    7. 	//无参（默认）构造函数
    8. 	Person() {
    9. 		cout << "无参构造函数!" << endl;
    10. 	}
    11.  
    12. 	//有参构造函数
    13. 	Person(int a) {
    14. 		age = a;
    15. 		cout << "有参构造函数!" << endl;
    16. 	}
    17.  
    18. 	//拷贝构造函数
    19. 	Person(const Person &p) {    //加const防止原来的p被修改
    20. 		age = p.age;
    21. 		cout << "拷贝构造函数!" << endl;
    22. 	}
    23.  
    24. 	//析构函数
    25. 	~Person() {
    26. 		cout << "析构函数!" << endl;
    27. 	}
    28.  
    29. public:
    30. 	int age;
    31. };
    32.  
    33. //2、构造函数的调用：
    34.  
    35. //调用无参构造函数
    36. void test01() {
    37. 	Person p; //调用无参构造函数
    38. }   //这里不能写出Person p()，因为编译器会认为是在声明另外一个函数。
    39.  
    40. //调用有参的构造函数
    41. void test02() {
    42.  
    43. 	//2.1  括号法，常用
    44. 	Person p1(10);
    45.  
    46. 	//注意1：调用无参构造函数不能加括号，如果加了编译器认为这是一个函数声明
    47. 	//Person p2();
    48.  
    49. 	//2.2 显式法
    50. 	Person p2 = Person(10); 
    51. 	Person p3 = Person(p2);
    52. 	//Person(10)单独写就是匿名对象  当前行结束之后，马上析构（因为没有办法再去调用它了）
    53.  
    54. 	//2.3 隐式转换法
    55. 	Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10); 
    56. 	Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4); 
    57.  
    58. 	//注意2：不能利用 拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器认为是对象声明
    59. 	//Person p5(p4);
    60. }
    61.  
    62. int main() {
    63.  
    64. 	test01();
    65. 	//test02();
    66.  
    67. 	system("pause");
    68.  
    69. 	return 0;
    70. }

    拷贝构造函数调用时机

     C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况：

    • 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象

    • 值传递的方式给函数参数传值

    • 以值方式返回局部对象

    1. class Person {
    2. public:
    3. 	Person() {
    4. 		cout << "无参构造函数!" << endl;
    5. 		mAge = 0;
    6. 	}
    7.  
    8. 	Person(int age) {
    9. 		cout << "有参构造函数!" << endl;
    10. 		mAge = age;
    11. 	}
    12.  
    13. 	Person(const Person& p) {
    14. 		cout << "拷贝构造函数!" << endl;
    15. 		mAge = p.mAge;
    16. 	}
    17.  
    18. 	//析构函数在释放内存之前调用
    19. 	~Person() {
    20. 		cout << "析构函数!" << endl;
    21. 	}
    22.  
    23. public:
    24. 	int mAge;
    25. };
    26.  
    27. //1. 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
    28. void test01() {
    29.  
    30. 	Person man(100); //p对象已经创建完毕
    31. 	Person newman(man); //调用拷贝构造函数
    32. 	Person newman2 = man; //拷贝构造
    33.  
    34. 	//Person newman3;
    35. 	//newman3 = man; //不是调用拷贝构造函数，这是赋值操作
    36. }
    37.  
    38. //2. 值传递的方式给函数参数传值
    39. //相当于Person p1 = p;
    40. void doWork(Person p1) {}
    41. void test02() {
    42. 	Person p; //无参构造函数
    43. 	doWork(p);
    44. }
    45.  
    46. //3. 以值方式返回局部对象
    47. Person doWork2()
    48. {
    49. 	Person p1;
    50. 	cout << (int *)&p1 << endl;
    51. 	return p1;
    52. }
    53.  
    54. void test03()
    55. {
    56. 	Person p = doWork2();
    57. 	cout << (int *)&p << endl;
    58. }
    59.  
    60.  
    61. int main() {
    62.  
    63. 	//test01();
    64. 	//test02();
    65. 	test03();
    66.  
    67. 	system("pause");
    68.  
    69. 	return 0;
    70. }

    构造函数调用规则

    默认情况下，c++编译器至少给一个类添加3个函数：

    1．默认构造函数(无参，函数体为空)

    2．默认析构函数(无参，函数体为空)

    3．默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝

    构造函数调用规则如下：

    • 如果用户定义有参构造函数，c++不在提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造

    • 如果用户定义拷贝构造函数，c++不会再提供其他构造函数

    利用自定义了有参构造，再去调用默认无参构造，就会报错来证明第一条规则；

    利用自定义拷贝构造函数，调用其他两个默认无参构造和有参构造出错证明规则二。

    1. class Person {
    2. public:
    3. 	//无参（默认）构造函数
    4. 	Person() {
    5. 		cout << "无参构造函数!" << endl;
    6. 	}
    7.  
    8. 	//有参构造函数
    9. 	Person(int a) {
    10. 		age = a;
    11. 		cout << "有参构造函数!" << endl;
    12. 	}
    13.  
    14. 	//拷贝构造函数
    15. 	Person(const Person& p) {
    16. 		age = p.age;
    17. 		cout << "拷贝构造函数!" << endl;
    18. 	}
    19.  
    20. 	//析构函数
    21. 	~Person() {
    22. 		cout << "析构函数!" << endl;
    23. 	}
    24.  
    25. public:
    26. 	int age;
    27. };
    28.  
    29. void test01()
    30. {
    31. 	Person p1(18);
    32. 	//如果不写拷贝构造，编译器会自动添加拷贝构造，并且做浅拷贝操作
    33. 	Person p2(p1);
    34.  
    35. 	cout << "p2的年龄为： " << p2.age << endl;
    36. }
    37.  
    38. void test02()
    39. {
    40. 	//如果用户提供有参构造，编译器不会提供默认构造，会提供拷贝构造
    41. 	Person p1; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错
    42. 	Person p2(10); //用户提供的有参
    43. 	Person p3(p2); //此时如果用户没有提供拷贝构造，编译器会提供
    44.  
    45. 	//如果用户提供拷贝构造，编译器不会提供其他构造函数
    46. 	Person p4; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错
    47. 	Person p5(10); //此时如果用户自己没有提供有参，会出错
    48. 	Person p6(p5); //用户自己提供拷贝构造
    49. }
    50.  
    51. int main() {
    52.  
    53. 	test01();
    54.  
    55. 	system("pause");
    56.  
    57. 	return 0;
    58. }

     深拷贝与浅拷贝

    深浅拷贝是面试经典问题，也是常见的一个坑

    浅拷贝：简单的赋值拷贝操作

    深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

    1. class Person {
    2. public:
    3. 	//无参（默认）构造函数
    4. 	Person() {
    5. 		cout << "无参构造函数!" << endl;
    6. 	}
    7. 	//有参构造函数
    8. 	Person(int age ,int height) {
    9. 		
    10. 		cout << "有参构造函数!" << endl;
    11.  
    12. 		m_age = age;
    13. 		m_height = new int(height);
    14. 		
    15. 	}
    16. 	//拷贝构造函数  
    17. 	Person(const Person& p) {
    18. 		cout << "拷贝构造函数!" << endl;
    19. 		//如果不利用深拷贝在堆区创建新内存，会导致浅拷贝带来的重复释放堆区问题
    20. 		m_age = p.m_age;
    21. 		m_height = new int(*p.m_height);
    22. 		
    23. 	}
    24.  
    25. 	//析构函数
    26. 	~Person() {
    27. 		cout << "析构函数!" << endl;
    28. 		if (m_height != NULL)
    29. 		{
    30. 			delete m_height;
    31. 		}
    32. 	}
    33. public:
    34. 	int m_age;
    35. 	int* m_height;
    36. };
    37.  
    38. void test01()
    39. {
    40. 	Person p1(18, 180);
    41.  
    42. 	Person p2(p1);
    43.  
    44. 	cout << "p1的年龄： " << p1.m_age << " 身高： " << *p1.m_height << endl;
    45.  
    46. 	cout << "p2的年龄： " << p2.m_age << " 身高： " << *p2.m_height << endl;
    47. }
    48.  
    49. int main() {
    50.  
    51. 	test01();
    52.  
    53. 	system("pause");
    54.  
    55. 	return 0;
    56. }

    总结：如果属性有在堆区开辟的，一定要自己提供拷贝构造函数，防止浅拷贝带来的问题

    初始化列表

    作用：

    C++提供了初始化列表语法，用来初始化属性

    语法：构造函数()：属性1(值1),属性2（值2）... {}

    1. class Person {
    2. public:
    3.  
    4. 	传统方式初始化
    5. 	//Person(int a, int b, int c) {
    6. 	//	m_A = a;
    7. 	//	m_B = b;
    8. 	//	m_C = c;
    9. 	//}
    10.  
    11. 	//初始化列表方式初始化
    12.     //Person():m_A(10), m_B(20), m_C(30) {}    //固定值
    13. 	Person(int a, int b, int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {}
    14. 	void PrintPerson() {
    15. 		cout << "mA:" << m_A << endl;
    16. 		cout << "mB:" << m_B << endl;
    17. 		cout << "mC:" << m_C << endl;
    18. 	}
    19. private:
    20. 	int m_A;
    21. 	int m_B;
    22. 	int m_C;
    23. };
    24.  
    25. int main() {
    26.  
    27. 	Person p(1, 2, 3);
    28. 	p.PrintPerson();
    29.  
    30.  
    31. 	system("pause");
    32.  
    33. 	return 0;
    34. }

    类对象作为类成员

    C++类中的成员可以是另一个类的对象，我们称该成员为对象成员

    1. class A {}
    2. class B
    3. {
    4.     A a；
    5. }

    B类中有对象A作为成员，A为对象成员

    那么当创建B对象时，A与B的构造和析构的顺序是谁先谁后？

    1. class Phone
    2. {
    3. public:
    4. 	Phone(string name)
    5. 	{
    6. 		m_PhoneName = name;
    7. 		cout << "Phone构造" << endl;
    8. 	}
    9.  
    10. 	~Phone()
    11. 	{
    12. 		cout << "Phone析构" << endl;
    13. 	}
    14.  
    15. 	string m_PhoneName;
    16.  
    17. };
    18.  
    19.  
    20. class Person
    21. {
    22. public:
    23.  
    24. 	//初始化列表可以告诉编译器调用哪一个构造函数
    25. 	Person(string name, string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName)
    26. 	{
    27. 		cout << "Person构造" << endl;
    28. 	}
    29.  
    30. 	~Person()
    31. 	{
    32. 		cout << "Person析构" << endl;
    33. 	}
    34.  
    35. 	void playGame()
    36. 	{
    37. 		cout << m_Name << " 使用" << m_Phone.m_PhoneName << " 牌手机! " << endl;
    38. 	}
    39.  
    40. 	string m_Name;
    41. 	Phone m_Phone;
    42.  
    43. };
    44. void test01()
    45. {
    46. 	//当类中成员是其他类对象时，我们称该成员为 对象成员
    47. 	//构造的顺序是 ：先调用对象成员的构造，再调用本类构造
    48. 	//析构顺序与构造相反
    49. 	Person p("张三" , "苹果X");
    50. 	p.playGame();
    51.  
    52. }
    53.  
    54.  
    55. int main() {
    56.  
    57. 	test01();
    58.  
    59. 	system("pause");
    60.  
    61. 	return 0;
    62. }

     根据代码测试结果可知，先调用对象成员的构造，再调用本类构造。

    析构的时候是反过来的，先析构本类，再成员变量。

      静态成员

    静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static，称为静态成员

    静态成员分为：

    • 静态成员变量

      • 所有对象共享同一份数据

      • 在编译阶段分配内存

      • 类内声明，类外初始化

    • 静态成员函数

      • 所有对象共享同一个函数

      • 静态成员函数只能访问静态成员变量

    静态成员变量示例：

    1. //静态成员变量
    2. class Person
    3. {
    4. 	
    5. public:
    6.  
    7. 	static int m_A; //静态成员变量
    8.  
    9. 	//静态成员变量特点：
    10. 	//1 在编译阶段分配内存
    11. 	//2 类内声明，类外初始化
    12. 	//3 所有对象共享同一份数据
    13.  
    14. private:
    15. 	static int m_B; //静态成员变量也是有访问权限的
    16. };
    17. int Person::m_A = 10;    //表示Person作用域下的成员变量初始化
    18. int Person::m_B = 10;
    19.  
    20. void test01()
    21. {
    22. 	//静态成员变量两种访问方式
    23.  
    24. 	//1、通过对象
    25. 	Person p1;
    26. 	p1.m_A = 100;
    27. 	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;
    28.  
    29. 	Person p2;
    30. 	p2.m_A = 200;
    31. 	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; //打印结果一样 200
    32. 	cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl; //说明是共享同一份数据
    33.  
    34. 	//2、通过类名（普通成员变量只能通过对象调用）
    35. 	cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;
    36.  
    37.  
    38. 	//cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; //私有权限访问不到
    39. }
    40.  
    41. int main() {
    42.  
    43. 	test01();
    44.  
    45. 	system("pause");
    46.  
    47. 	return 0;
    48. }

    静态成员函数示例： 

    1. //静态成员函数
    2. class Person
    3. {
    4.  
    5. public:
    6.  
    7. 	//静态成员函数特点：
    8. 	//1 程序共享一个函数
    9. 	//2 静态成员函数只能访问静态成员变量
    10. 	
    11. 	static void func()
    12. 	{
    13. 		cout << "func调用" << endl;
    14. 		m_A = 100;
    15. 		//m_B = 100; //错误，不可以访问非静态成员变量,无法区分到底是哪个对象的m_B属性
    16. 	}
    17.  
    18. 	static int m_A; //静态成员变量
    19. 	int m_B;        
    20.  
    21. private:
    22.  
    23. 	//静态成员函数也是有访问权限的
    24. 	static void func2()
    25. 	{
    26. 		cout << "func2调用" << endl;
    27. 	}
    28. };
    29.  
    30. int Person::m_A = 10;
    31.  
    32.  
    33. void test01()
    34. {
    35. 	//静态成员变量两种访问方式
    36.  
    37. 	//1、通过对象
    38. 	Person p1;
    39. 	p1.func();
    40.  
    41. 	//2、通过类名
    42. 	Person::func();
    43.  
    44.  
    45. 	//Person::func2(); //私有权限访问不到
    46. }
    47.  
    48. int main() {
    49.  
    50. 	test01();
    51.  
    52. 	system("pause");
    53.  
    54. 	return 0;
    55. }
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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/m0_62853489/article/details/127605624