• 【C++心愿便利店】No.5---构造函数和析构函数

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    📋专栏：C++ 心愿便利店
    🔑本章内容：类和对象
    记得 评论📝 +点赞👍 +收藏😽 +关注💞哦~

    提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

    一、类的6个默认成员函数

    如果一个类中什么成员都没有，简称为空类。
    空类中真的什么都没有吗？并不是，任何类在什么都不写时，编译器会自动生成以下6个默认成员函数。
    默认成员函数：用户没有显式实现，编译器会生成的成员函数称为默认成员函数
    请添加图片描述

    二、构造函数

    1. 构造函数的概念

    如下Date类，没有初始化打印出来就会是随机值，同时对于栈没有初始化，就会报错
    那如果想能否在创建对象的同时，就将信息设置进去呢。因此，就有了构造函数。以Date类为例：

    #include
using namespace std;
class Date
{
public:
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;
	d1.Print();//没有调用Init初始化函数
	Date d2;
	d2.Init(2022, 7, 6);//调用Init初始化函数
	d2.Print();
	return 0;
}

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    对于Date类，可以通过 Init 公有方法给对象设置日期，但如果每次创建对象时都调用该方法设置信息，未免有点麻烦，那能否在对象创建时，就将信息设置进去呢？

    2. 构造函数的定义

    🌟构造函数是一个特殊的成员函数，名字与类名相同, 创建类类型对象时由编译器自动调用，以保证每个数据成员都有 一个合适的初始值，并且在对象整个生命周期内只调用一次。

    3. 构造函数的特性

    构造函数是特殊的成员函数，需要注意的是，构造函数虽然名称叫构造，但是构造函数的主要任务并不是开空间创建对象，而是初始化对象。
    其特征如下：

    • 🌏函数名与类名相同。
    • 🌏无返回值。（不需要写void）
    • 🌏对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。

    对于上述代码所运行后的结果没有初始化d1结果是随机值，然后对比下述代码（同样没有初始化d1）及结果；运行结果自动初始化为1/1/1不是随机值且打印了Date()，这就说明对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数

    #include
using namespace std;
class Date
{
public:
	构造函数
	Date()
	函数名与类名相同
	且无返回值
	{
		cout << "Date()" << endl;
		_year = 1;
		_month = 1;
		_day = 1;
	}
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;
	d1.Print();
	return 0;
}

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    • 🌏构造函数可以重载。(本质可以写多个构造函数，提供多种初始化方式)
    #include
using namespace std;
class Date
{
public:
	1. 无参的构造函数
	Date()
	{}
	也可以写成下面这种
	Date()//函数名与类名相同且无返回值
	{
		cout << "Date()" << endl;
		_year = 1;
		_month = 1;
		_day = 1;
	}
	2. 有参的构造函数
	Date(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	3. 全缺省的构造函数
	Date(int year=1, int month=1, int day=1)
	无参和全缺省的不能同时存在会存在调用歧义
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;调用无参的构造函数
	//Date func();
	这也可以是一个函数声明所以为了区分不能加()
	d1.Print();
	Date d2(2023,8,28);调用带参的构造函数
	d2.Print();

	对于全缺省的构造函数使用更灵活可以传一个参数，两个等
	Date d3(2023);
	d3.Print();
	Date d4(2023, 8);
	d4.Print();
	return 0;
}

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    🌟注意：如果通过无参构造函数创建对象时，对象后面不用跟括号（例如Date d1() 是错误的 ），否则就成了函数声明以下代码的函数：声明了d1函数，该函数无参，返回一个日期类型的对象warning C4930: “Date d1(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?)
    请添加图片描述

    • 🌏如果类中没有显式定义构造函数，则C++编译器会自动生成一个无参的默认构造函数，一旦用户显式定义编译器将不再生成。
     class Date
 {
  public:
 /*
 // 如果用户显式定义了构造函数，编译器将不再生成
 Date(int year, int month, int day)（有参的构造函数）
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
 */
 
 void Print()
 {
 cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
 }
  
  private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
 };
  
  int main()
 {
 Date d1;
 return 0;
 }

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    将Date类中构造函数注释后，代码可以通过编译，因为编译器生成了一个无参的默认构造函数；将Date类中构造函数放开，代码编译失败，因为一旦显式定义任何构造函数，编译器将不再生成无参构造函数，放开后报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用

    • 🌏不实现构造函数的情况下，编译器会生成默认的构造函数。但是看起来默认构造函数又没什么用？d对象调用了编译器生成的默认构造函数，但是d对象_year/_month/_day，依旧是随机值。也就说在这里编译器生成的默认构造函数并没有什么用？？

    🌟解答：C++把类型分成内置类型(基本类型)和自定义类型。内置类型就是语言提供的数据类型，如：int/char…，自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型，所有类型的指针都是内置类型

    #include
using namespace std;
class Time
{
public:
	Time()
	{
		cout << "Time()" << endl;
		_hour = 0;
		_minute = 0;
		_second = 0;
	}
private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};
class Date
{
private:
	// 基本类型(内置类型)
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	// 自定义类型
	Time _t;
};
int main()
{
	Date d;
	return 0;
}

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    🌟注意：C++11 中针对内置类型成员不初始化的缺陷，又打了补丁，即：内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值。

    #include
using namespace std;
class Time
{
public:
	Time()
	{
		cout << "Time()" << endl;
		_hour = 0;
		_minute = 0;
		_second = 0;
	}
private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};
class Date
{
private:
	// 基本类型(内置类型)
	
	这个地方不是初始化而是声明，声明给的缺省值，默认生成的构造函数就会用这个缺省值初始化
	int _year = 2023;
	int _month = 9;
	int _day = 5;
	// 自定义类型
	Time _t;
};
int main()
{
	Date d;
	return 0;
}

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    无参的构造函数和全缺省的构造函数都称为默认构造函数，并且默认构造函数只能有一个。
    注意：无参构造函数、全缺省构造函数、我们没写编译器默认生成的构造函数，都可以认为
    是默认构造函数。它们都有一个共同的特点：可以不用传参。默认构造函数只能有一个，前面两个，在语法上可以构成函数重载，但是在无参调用的时候，会发生歧义，出现调用不明确。

    注意：要把默认构造函数和默认成员函数区分清楚，默认成员函数是我们不写编译器会自动生成的，默认构造函数是不需要传参的构造函数。编译器生成的构造函数，既是默认构造函数，同时也是默认成员函数。
    🌟为什么上述说内置类型用的缺省值

    #include
using namespace std;
class Date
{
public:
	Date()
	{
		这里_year没有给值而_month _day给了值打印出来是2023/2/1所以声明那给的是缺省值
		
		_month = 2;
		_day = 1;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}
private:
	int _year = 2023;
	int _month = 9;
	int _day= 5;
};

int main()
{

	Date d1;
	d1.Print();
	return 0;
}

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    🌟编译器生成的默认构造的特点：

    1. 不写才会生成，写了任意一个构造函数就不会生成了
    2. 内置类型也叫基本类型（语言用关键字定义的类型）；内置类型的成员不会处理（根据编译器有的会有的不会）
    3. 自定义类型的成员才会处理，会去调用这个成员的构造函数

    🌟总结：
    一般情况下，都需要我们自己写构造函数，决定初始化方式；成员变量全是自定义类型，可以考虑不写构造函数

    • 🌏无参的构造函数和全缺省的构造函数都称为默认构造函数，并且默认构造函数只能有一个多个并存在会存在调用的二义性。注意：无参构造函数、全缺省构造函数、我们没写编译器默认生成的构造函数，都可以认为是默认构造函数（不传参就可以默认调用的）。

    三、析构函数

    1. 析构函数的概念

    析构函数：与构造函数功能相反，析构函数不是完成对对象本身的销毁，局部对象销毁工作是由编译器完成的。而对象在销毁时会自动调用析构函数，完成对象中资源的清理工作。

    2. 析构函数的特性

    析构函数是特殊的成员函数，其特征如下：

    • 🌏析构函数名是在类名前加上字符 ~。
    • 🌏无参数无返回值类型。
    • 🌏一个类只能有一个析构函数。若未显式定义，系统会自动生成默认的析构函数。注意：析构函数不能重载
    • 🌏对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数

    温馨提示：析构函数不能重载。
    🌟后定义先析构

    #include
#include
using namespace std;
class Date
{
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	~Date()
	{
		cout << "Date()" << endl;
	}
private:
	int  _year;
	int _month;
	int _day;
};
class Stack
{
public:
	Stack(size_t n=4)
	{
		cout << "Stack(size_t n=4)" << endl;
		if (n == 0)
		{
			a = nullptr;
			top = capacity = 0;
		}
		else
		{
			a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
			if (a == nullptr)
			{
				perror("realloc fail");
				exit(-1);
			}
			top = 0;
			capacity = n;
		}
	}
	void Init()
	{
		a = nullptr;
		top = capacity = 0;
	}
	void Push(int x)
	{
		if (top == capacity)
		{
			size_t newcapacity = capacity == 0 ? 4 : capacity * 2;
			int*tmp = (int*)realloc(a,sizeof(int) * newcapacity);
			if (tmp == nullptr)
			{
				perror("realloc fail");
				exit(-1);
			}
			if (tmp == a)
			{
				cout << capacity << "原地扩容" << endl;
			}
			else
			{
				cout << capacity << "异地扩容" << endl;
			}
			a = tmp;
			capacity = newcapacity;
		}
		a[top++] = x;
	}
	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		free(a);
		a = nullptr;
		top = capacity = 0;
	}
	int Top()
	{
		return a[top - 1];
	}
	void Pop()
	{
		assert(top > 0);
		--top;
	}
	void Destroy()
	{
		free(a);
		a = nullptr;
		top = capacity = 0;
	}
	bool Empty()
	{
		return top == 0;
	}
private:
	int* a;
	int top;
	int capacity;
};
int main()
{
	Date d1;

	Stack st1;
	Stack st2;//后定义的先析构
	return 0;
}

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    Stack中的成员变量a、capacity、top都是内置类型，对象st1生命周期结束要销毁的时候，a和capacity和top是在栈上不需要资源清理，最后由系统将其内存回收，而a指向的空间是在堆区上申请的，这块空间不会随着对象生命周期的结束而自动释放，所以会造成内存泄漏，因此在对象销毁前，要通过析构函数去释放成员变量a指向的空间，这就是析构函数的作用。

    • 🌏 关于编译器自动生成的析构函数，是否会完成一些事情呢？

    下面的程序我们会看到，编译器生成的默认析构函数，对自定类型成员调用它的析构函数

    #include
using namespace std;
class Time
{
public:
	~Time()
	{
		cout << "~Time()" << endl;
	}
private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};
class Date
{
private:
	// 基本类型(内置类型)
	int _year = 1970;
	int _month = 1;
	int _day = 1;
	// 自定义类型
	Time _t;
};
int main()
{
	Date d;
	return 0;
}

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    程序运行结束后输出：~Time()
    在main方法中根本没有直接创建Time类的对象，为什么最后会调用Time类的析构函数？
    因为：main方法中创建了Date对象d，而d中包含4个成员变量，其中_year, _month, _day三个是内置类型成员，销毁时不需要资源清理，最后系统直接将其内存回收即可；而_t是Time类对象，所以在d销毁时，要将其内部包含的Time类的_t对象销毁，所以要调用Time类的析构函数。
    但是：main函数中不能直接调用Time类的析构函数，实际要释放的是Date类对象，所以编译器会调用Date类的析构函数，而Date没有显式提供，则编译器会给Date类生成一个默认的析构函数，目的是在其内部调用Time类的析构函数，即当Date对象销毁时，要保证其内部每个自定义对象都可以正确销毁main函数中并没有直接调用Time类析构函数，而是显式调用编译器为Date类生成的默认析构函数
    注意：创建哪个类的对象则调用该类的析构函数，销毁那个类的对象则调用该类的析构函数；如果类中没有申请资源时（在堆上申请空间），析构函数可以不写，直接使用编译器生成的默认析构函数，比如Date（日期）类；有资源申请时，一定要写，否则会造成内存泄漏，比如Stack类

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