构造析构
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8 分钟

构造函数与析构函数

一、构造函数

1. 知识点介绍

构造函数是一种特殊的函数，主要用来在创建对象时初始化对象，即为对象的成员变量赋初始值（在构造函数中对类中的数据成员赋值）。

2. 构造函数的定义

class student
{
public:
student(){} // 无参(默认)构造函数
student(int a){} // 有参(带参)构造函数
};

3. 构造函数的调用时机

在创建一个新的对象的时候会自动调用对应的构造函数：

调用无参构造函数：

student stu; // 栈上创建对象，调用无参构造
student *p = new student; // 堆上创建对象，调用无参构造

调用带参构造函数：

student stu(1); // 栈上创建对象，调用带参构造
student *p = new student(1); // 堆上创建对象，调用带参构造

注意：必须要有对应的构造函数才能创建对象。如果使用student stu1(1);定义对象，但没有对应的构造函数，那么创建对象会失败。

4. 构造函数的特点

  • 构造函数名和类名相同
  • 构造函数没有返回值类型，也没有返回值
  • 构造函数可以重载，需要满足函数重载的条件
  • 如果一个类中没有显式的给出构造函数，系统会自动地给出一个缺省的(隐式)什么都不干的构造函数
  • 如果类中有多个构造函数，那么通常会有不同的参数列表和函数体(构造函数可以重载)
  • 如果用户提供了无参(有参)构造，那么系统就不再提供默认构造
  • 类中如果只有有参构造，没有无参构造，那么就不能调用默认构造的方式初始化对象，想用这种方式初始化对象那么就需要提供无参构造

5. 拷贝构造函数（一种特殊的构造函数）

拷贝构造是一种特殊的构造函数，用自身这种类型来构造自身。

student stu1;
student stu2 = stu1; // 这里会调用拷贝构造函数
stu2 = stu1; // 这样不会调用拷贝构造函数（这是赋值操作）

拷贝构造函数的定义

  1. 如果没有自定义拷贝构造函数，系统会提供一个隐式的拷贝构造函数，其操作可以理解为用’=’号逐个将对象中的数据成员赋值给新创建的对象。

  2. 自定义拷贝构造函数的格式：

    类名(const 类名& 引用名){}

    这里的const不加也可以，但加上可以防止被拷贝的对象被修改。在函数体里面通常的做法是逐一拷贝传进来的对象的成员，赋值给新的对象。

    示例：

    class Student
    {
    int id;
    public:
    Student(const Student& stu)
    {
    this->id = stu.id; // 把传进来对象的id赋值给当前调用对象的id
    }
    };

拷贝构造函数的调用场景

  1. 用同种类的对象初始化另一个对象（定义对象时的初始化，不是赋值）：

    Student stu1;
    Student stu2 = stu1; // 隐式调用拷贝构造
    Student stu3(stu2); // 显式调用拷贝构造
    Student *pStu = new Student(stu3); // 动态创建时调用

  2. 函数传参时，函数的形参是类对象：

    void fun(Student stu){}
    fun(stu1); // 函数调用传参时调用拷贝构造

  3. 函数返回值类型是对象，在函数调用结束返回对象时：

    Student fun1(Student stu){return stu;}
    // 这里会调用两次拷贝构造：函数传参一次，函数返回时一次

拷贝构造的问题

1. 浅拷贝

系统提供的默认拷贝构造函数会将类中数据成员用’=’号逐个进行赋值，这称为浅拷贝。这种方式在使用指针时可能会出现问题：两个指针指向同一个内存，当其中一个对象释放该内存后，另一个对象的指针会变成野指针。

2. 深拷贝

当浅拷贝出现问题时需要使用深拷贝。深拷贝通过自定义拷贝构造函数，为新对象的指针申请独立内存来存储内容，而不是让两个对象的指针指向同一个内存。

深拷贝示例：

class Student
{
char *name;
public:
// 普通构造函数
Student(char *name)
{
this->name = new char[strlen(name)+1]; // 加1是为了保存’\0′
strcpy(this->name, name);
}

// 自定义拷贝构造函数（深拷贝）
Student(const Student& stu)
{
// 为新对象的指针申请内存
this->name = new char[strlen(stu.name)+1];
strcpy(this->name, stu.name);
// 如果有其他成员，也需要相应赋值
}
};

什么时候需要自己写拷贝构造函数？
当类中有动态分配的内存时，必须自定义拷贝构造函数实现深拷贝。

二、析构函数

1. 知识点介绍

析构函数和构造函数一样，也是一种特殊的函数，主要作用是在对象结束生命周期时，由系统自动调用，做一些清理工作（如释放对象中动态分配的内存），避免内存泄漏。

2. 析构函数的定义

class Student
{
public:
~Student() // 析构函数
{
// 清理工作，如释放动态分配的内存
delete[] name;
}
};

3. 析构函数的调用时机

  • 析构函数可以通过对象主动调用，但析构函数必须是公有属性
  • 在对象死亡时（生命周期结束），系统会自动调用其析构函数
  • 栈上的对象在超出作用域时自动调用析构函数
  • 堆上的对象在使用delete释放时调用析构函数

4. 析构函数的特点

  • 函数名与类名相同，在前面加上一个~（波浪号）
  • 没有返回值类型和返回值，也没有参数
  • 如果类中没有自定义析构函数，系统会提供一个隐式的什么都不做的析构函数
  • 一个类只有一个析构函数，不能重载
  • 析构函数的主要工作是对对象做清理工作（如释放内存）
  • 主动调用析构函数并不会释放对象本身

三、this指针

1. 知识点介绍

  • this指针是系统自动生成且隐藏的，我们看不到其定义但可以使用
  • this指针并不是对象本身的一部分，它的作用域在类的内部
  • 当类的普通函数访问类的成员时，this指针总是指向调用该函数的对象
  • 可以理解为this指针是一个指向当前调用者对象的指针

2. this指针的使用

  • 必须在类中使用，在类外无法使用
  • this->成员名; 或 (*this).成员名; 表示访问当前对象的某个成员
  • return this; 表示返回当前对象的地址（指针）
  • return *this; 表示返回当前对象本身

3. this指针在代码中的表现

当类中函数的形参和类的成员变量同名时，this指针可以区分它们：

class MyClass
{
int sum; // 成员变量
public:
void fun(int sum) // 形参sum与成员变量同名
{
this->sum = sum; // this->sum表示成员变量，sum表示形参
}
};

如果直接写sum = sum;，则两个sum都表示形参，无法正确给成员变量赋值。

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