安阳网站设计哪家专业,简述网页布局的几种方法,做网站成都,成都关键词优化服务七、构造函数与析构函数 构造函数析构函数调用机制构造函数的调用机制析构函数的调用机制总结 构造函数分类深拷贝与浅拷贝浅拷贝#xff08;Shallow Copy#xff09;深拷贝#xff08;Deep Copy#xff09;示例 初始化参数列表委托构造default、delete和 explicitdefaultd… 七、构造函数与析构函数 构造函数析构函数调用机制构造函数的调用机制析构函数的调用机制总结 构造函数分类深拷贝与浅拷贝浅拷贝Shallow Copy深拷贝Deep Copy示例 初始化参数列表委托构造default、delete和 explicitdefaultdeleteexplicit 构造函数
在C中构造函数是一种特殊的成员函数它用于初始化类的对象。当创建类的对象时构造函数会被自动调用。构造函数的名字与类的名字相同并且没有返回类型即使是void也没有。
下面是一个简单的例子来说明构造函数的使用
class MyClass {
private:int value;public:// 构造函数MyClass(int v) : value(v) { // 使用初始化列表来初始化成员变量// 构造函数的主体在这里是空的}// 另一个构造函数无参构造函数MyClass() : value(0) {// 初始化为0}// 成员函数来访问valueint getValue() const {return value;}
};int main() {// 使用带有一个参数的构造函数创建对象MyClass obj1(10);std::cout obj1的值: obj1.getValue() std::endl; // 输出: obj1的值: 10// 使用无参构造函数创建对象MyClass obj2;std::cout obj2的值: obj2.getValue() std::endl; // 输出: obj2的值: 0return 0;
}在上面的例子中MyClass类有两个构造函数一个接受一个整数参数另一个不接受任何参数称为默认构造函数。构造函数使用初始化列表: value(v)来初始化成员变量value。
注意
如果类中没有定义任何构造函数编译器会提供一个默认的构造函数它什么也不做不会初始化成员变量。但是如果类中定义了其他构造函数编译器就不会再提供默认构造函数了。构造函数可以被重载这意味着可以有多个构造函数它们接受不同类型的参数或不同数量的参数。构造函数可以抛出异常但通常建议避免在构造函数中抛出异常因为这可能导致资源泄漏或其他问题。构造函数可以是虚函数在基类中但通常不建议这样做因为虚函数主要用于在派生类中重写基类中的函数。构造函数在创建对象时被调用而不是在通过指针或引用调用对象时被调用。
析构函数
在C中析构函数是另一个特殊的成员函数它在对象的生命周期结束时被自动调用。析构函数的名字是在类的名字前面加上波浪符(~)。析构函数不接受任何参数也不能有返回类型即使是void也没有参数列表。
析构函数主要用于释放对象可能占用的资源如动态分配的内存、文件句柄、数据库连接等。
下面是一个简单的例子来说明析构函数的使用
#include iostreamclass MyClass {
private:int* ptr;public:// 构造函数MyClass(int v) {ptr new int(v); // 动态分配内存}// 析构函数~MyClass() {delete ptr; // 释放动态分配的内存std::cout MyClass对象被销毁 std::endl;}// 成员函数来访问值int getValue() const {return *ptr;}
};int main() {MyClass obj(10);std::cout obj的值: obj.getValue() std::endl; // 输出: obj的值: 10// 当obj离开作用域时析构函数会被自动调用// 输出: MyClass对象被销毁return 0;
}在上面的例子中MyClass类有一个指向整数的指针ptr。在构造函数中我们使用new运算符动态地分配了一个整数并将其地址赋给ptr。在析构函数中我们使用delete运算符来释放这块动态分配的内存。
当obj离开其作用域在main函数的末尾时它的析构函数会被自动调用输出MyClass对象被销毁并释放了动态分配的内存。
注意
析构函数不能被显式调用即不能直接调用obj.~MyClass()它们是由编译器在对象生命周期结束时自动调用的。如果类中有动态分配的资源那么应该在析构函数中释放这些资源以避免内存泄漏。析构函数可以是虚函数这在处理基类指针指向派生类对象多态时非常重要。通过将基类的析构函数声明为虚函数可以确保在删除基类指针时调用正确的析构函数即派生类的析构函数。析构函数不应该抛出异常除非有特殊的异常处理策略因为如果在析构函数中抛出异常且没有被捕获程序会被终止。
调用机制
构造与析构函数的调用机制在C中遵循一定的规则这些规则确保了对象在创建和销毁时的正确初始化与清理。
构造函数的调用机制 自动调用 当在函数体、全局或命名空间作用域中定义类的对象时构造函数会被自动调用。如果类中没有定义任何构造函数编译器会提供一个默认的无参构造函数但如果有其他构造函数被定义编译器则不会提供默认无参构造函数。 重载 构造函数可以重载即可以有多个构造函数它们接受不同类型的参数或不同数量的参数。重载的构造函数允许以不同的方式初始化对象。 初始化列表 构造函数可以使用初始化列表来初始化成员变量这是一种更高效的初始化方式。初始化列表在构造函数的函数体之前执行。 拷贝构造 当使用另一个同类型的对象来初始化一个新对象时拷贝构造函数会被调用。拷贝构造函数有两种主要形式浅拷贝和深拷贝。浅拷贝只是复制对象的指针而深拷贝会复制指针指向的实际数据。 调用顺序 在创建派生类对象时首先调用基类的构造函数然后调用派生类的构造函数。如果在类定义中显式地指定了初始化列表中的基类或成员变量初始化顺序则按照指定的顺序进行初始化。
析构函数的调用机制 自动调用 析构函数在对象的生命周期结束时被自动调用。当局部对象离开其作用域时析构函数会被调用。全局或静态对象的析构函数在main函数结束后调用。如果使用new运算符在堆上动态分配的对象则当delete运算符被用于该对象时析构函数会被调用。 调用顺序 在销毁派生类对象时首先调用派生类的析构函数然后调用基类的析构函数。析构函数的调用顺序与构造函数的调用顺序相反。 资源释放 析构函数通常用于释放对象在生命周期中分配的资源如动态内存、文件句柄等。如果析构函数抛出异常且没有被捕获程序会被终止。因此析构函数中应尽量避免抛出异常。
总结
构造函数和析构函数是C中用于管理对象生命周期的特殊成员函数。构造函数在对象创建时自动调用用于初始化对象析构函数在对象销毁时自动调用用于清理对象并释放资源。构造函数可以重载以支持不同的初始化方式析构函数不能重载。构造函数的初始化列表提供了一种高效的初始化方式析构函数则用于释放资源并确保对象的正确销毁。
构造函数分类
构造函数在C中扮演着初始化对象的重要角色。它们与类名相同没有返回值并在对象实例化时由编译器自动调用。构造函数的分类主要包括以下几种 无参数构造函数默认构造函数 定义最简单的构造函数函数没有参数。特点 如果在类中未显式定义任何构造函数编译器会自动生成一个无参的默认构造函数。一旦用户显式定义了构造函数无论是否有参数编译器将不再自动生成默认构造函数。 用途 为对象的成员变量提供默认值。如果类中有自定义类型的成员变量编译器生成的默认构造函数会调用这些成员的默认构造函数进行初始化。 有参数构造函数重载构造函数 定义带参数的构造函数可以根据需要为成员变量提供初始值。特点 可以有多个有参构造函数只要它们的参数列表个数、类型或顺序不同以实现函数重载。 用途 在创建对象时通过构造函数参数为成员变量设置具体的初始值。 拷贝构造函数复制构造函数 定义拷贝现有对象并以此拷贝的副本为数据创建一个新的对象。形式ClassName(const ClassName other);特点 拷贝构造函数的参数是同类型对象的常量引用。如果没有显式定义拷贝构造函数编译器会生成一个默认的拷贝构造函数。 用途 当一个对象需要以另一个对象作为初值进行初始化时拷贝构造函数会被调用。在对象赋值、函数参数传递、函数返回值等情况下如果涉及同类型对象的复制可能会隐式调用拷贝构造函数。 移动构造函数C11及以后版本 定义用于将一个临时对象如右值的资源“移动”到另一个对象以实现资源的高效利用。形式ClassName(ClassName other);特点 移动构造函数的参数是同类型对象的右值引用。通过移动构造函数可以避免不必要的资源复制提高程序性能。 用途 在处理临时对象或即将被销毁的对象时使用移动构造函数可以避免资源的浪费。
总结构造函数的分类主要基于其参数和用途。无参数构造函数和有参数构造函数用于对象的初始化而拷贝构造函数和移动构造函数则用于对象的复制和移动。在编写类时应根据实际需要选择和设计合适的构造函数。
深拷贝与浅拷贝
在C中深拷贝Deep Copy和浅拷贝Shallow Copy是两种对象复制的方式它们之间的主要区别在于如何处理对象的成员变量特别是当成员变量是指针或引用类型时。
浅拷贝Shallow Copy
浅拷贝只是简单地将对象的成员变量值复制到另一个对象中。如果对象的成员变量是指针或引用那么浅拷贝只是复制指针或引用的值而不是指向的实际数据。因此两个对象将指向同一块内存区域。
浅拷贝的问题在于如果两个对象试图修改它们指向的相同内存区域的数据可能会导致数据不一致或其他不可预测的行为。此外如果其中一个对象删除了它指向的数据那么另一个对象将成为一个悬挂指针dangling pointer指向不再有效的内存区域。
在C中编译器提供的默认拷贝构造函数和拷贝赋值运算符通常执行浅拷贝。
深拷贝Deep Copy
深拷贝会创建一个新的内存区域来存储对象的成员变量值特别是当成员变量是指针或引用类型时。深拷贝会递归地复制对象的所有成员变量包括指针或引用指向的实际数据。因此两个对象将拥有各自独立的内存区域和数据副本。
深拷贝可以确保对象之间的独立性每个对象都可以安全地修改自己的数据而不会影响其他对象。但是深拷贝也可能导致更多的内存使用和更长的复制时间因为需要创建新的内存区域并复制数据。
在C中如果需要执行深拷贝通常需要显式地定义拷贝构造函数和拷贝赋值运算符。例如如果类包含一个动态分配的数组作为成员变量那么拷贝构造函数和拷贝赋值运算符应该使用new运算符来分配新的内存区域并逐个复制数组元素。
示例
下面是一个简单的示例展示了浅拷贝和深拷贝的区别
#include iostream
#include cstringclass String {
private:char* data;size_t len;public:// 构造函数String(const char* str) {len strlen(str);data new char[len 1];strcpy(data, str);}// 浅拷贝构造函数不安全的String(const String other) {len other.len;data other.data; // 浅拷贝只复制指针值}// 深拷贝构造函数安全的// String(const String other) {// len other.len;// data new char[len 1]; // 分配新内存// strcpy(data, other.data); // 复制数据// }// 析构函数~String() {delete[] data;}// ... 其他成员函数 ...
};int main() {String str1(Hello);String str2(str1); // 使用浅拷贝构造函数// 如果使用浅拷贝这里将出现悬挂指针问题因为str1在销毁时会删除其数据// 如果使用深拷贝则每个对象都有自己的数据副本可以安全地销毁return 0;
}在上面的示例中如果使用了浅拷贝构造函数那么在str1被销毁时其指向的数据也会被删除。但是由于str2的data成员变量指向了相同的内存区域因此它现在成为了一个悬挂指针。为了避免这种情况应该使用深拷贝构造函数来确保每个对象都有自己的数据副本。
初始化参数列表
初始化参数列表是在构造函数定义的开始部分使用冒号:后跟初始化列表的形式。这种方式可以直接初始化成员变量甚至对于const成员变量和引用成员变量这是唯一的初始化方式。
class MyClass {
public:int x;double y;MyClass(int a, double b) : x(a), y(b) {} // 使用初始化参数列表
};使用初始化参数列表的好处包括
更高的效率对于某些类型如const成员、引用成员、类类型的成员只能使用初始化参数列表进行初始化。可以避免一些不必要的赋值操作从而减少代码量提高效率。
委托构造
委托构造是C11引入的新特性允许一个构造函数调用另一个同类的构造函数以避免代码重复。
class MyClass {
public:int x;double y;MyClass() : MyClass(0, 0.0) {} // 委托给另一个构造函数MyClass(int a, double b) : x(a), y(b) {}
};在这个例子中无参数的构造函数通过委托构造调用了带有两个参数的构造函数从而实现了成员变量的初始化。
委托构造的使用场景包括
当类有多个构造函数并且它们之间有共同的初始化逻辑时可以使用委托构造来避免代码重复。当你想要在一个构造函数中扩展另一个构造函数的行为时。
总结初始化参数列表和委托构造都是C中用于初始化类成员变量的有用特性它们各有适用场景可以帮助你编写更高效、更易于维护的代码。
default、delete和 explicit
default
default关键字用于显式地要求编译器生成默认的特殊成员函数比如默认构造函数、默认析构函数、默认拷贝构造函数、默认拷贝赋值运算符等。这对于想要编译器生成默认行为同时又因为某些原因比如定义了其他构造函数导致编译器不会自动生成默认行为的情况非常有用。
例如
class MyClass {
public:MyClass() default; // 显式要求编译器生成默认构造函数MyClass(const MyClass) default; // 显式要求编译器生成默认拷贝构造函数// ...
};delete
delete关键字用于删除某些特殊的成员函数或者重载的函数这意味着这些函数不能被调用无论是显式调用还是隐式调用。这对于禁止某些操作非常有用比如禁止拷贝。
例如
public:MyClass(const MyClass) delete; // 禁止拷贝构造函数MyClass operator(const MyClass) delete; // 禁止拷贝赋值运算符// ...
};explicit
explicit关键字用于修饰类的一个参数的构造函数表示该构造函数是显式的这意味着它不能用于隐式类型转换。这主要用于防止构造函数在某些情况下被意外地用作类型转换函数。
例如
class MyClass {
public:explicit MyClass(int x) { /* ... */ } // 显式构造函数// ...
};void func() {MyClass obj 10; // 错误构造函数是显式的不能用于隐式类型转换MyClass obj2(10); // 正确显式调用构造函数
}综上所述default、delete和explicit是C中用于控制类的特殊成员函数行为的三个关键字它们分别用于显式要求编译器生成默认行为、删除某些函数以及防止隐式类型转换。
