C++类和对象入门（二）

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一、类的默认成员函数

二.构造函数

2.1函数名与类名相同

 2.2构造函数无返回值

2.3 对象实例化时系统会自动调用

2.4支持函数重载

2.5默认构造函数

2.6无参构造函数与全缺省构造函数与默认构造函数

三、析构函数

3.1析构函数名称

3.2无参数和返回值

3.3一个类只能有一个析构函数

3.4自动调用

3.5显式写析构函数

3.6可以不写的情况

3.7析构函数执行的顺序

四、拷贝构造函数

4.1定义

4.2本质

4.3第一个参数

4.4自定义类型对象的拷贝

4.5若没有显式地写，编译器会自动生成

4.6拷贝函数的传值返回

结语

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        前言，本文所介绍的知识建立在上文：《C++类和对象入门》

        下面我们来继续介绍C++类和对象的进一步讲解和介绍。

一、类的默认成员函数

        在C++中存在默认成员函数，默认成员函数是指在用户没有显写函数的时候，编译器在C++中会自动生成的函数，一般会有六个函数默认生成，如下图，理解这些函数的行为和作用是理解C++类机制的基础。

        

        本文将详细介绍3个默认成员函数：构造函数、析构函数和拷贝函数。

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二.构造函数

        构造函数是用于初始化对象的特殊成员函数，它的主要任务是初始化对象的域元变量，并不为对象分配内存，确保对象在创建的时候是有效的。

2.1函数名与类名相同

        C++语法要求，构造函数的名称要和类名相同，这能让编译器识别这个是构造函数而不是普通成员函数。

class MyClass { public: MyClass() { /* 构造函数体 */ } };  2.2构造函数无返回值

         构造函数无返回值，甚至不需要void。它的作用仅仅是去初始化对象，不需要任何返回值。

class MyClass { public: MyClass() { /* 构造函数体 */ } }; 2.3 对象实例化时系统会自动调用

        构造函数在对象实例化时自动调用。开发者不需要显式调用构造函数，编译器会在对象创建时自动执行它。

2.4支持函数重载

        构造函数支持函数重载，不同的函数可以使用同一个函数名称，但是需要保证函数参数列表是不同的，例如：

class MyClass { public: MyClass() { /* 无参构造函数 */ } MyClass(int x) { /* 带参构造函数 */ } }; 2.5默认构造函数

        默认构造函数提供了一个基本的初始化方式。如果用户定义了其他形式的构造函数（如带参数的），编译器认为用户不再需要默认构造函数，因此不会自动生成。

2.6无参构造函数与全缺省构造函数与默认构造函数

        首先声明，这三种函数不能同时存在，三种函数作用相似，初始化对象不需要提供显式参数的函数，但这三个函数任意其一可以和带参数的函数一起存在（函数重载）。

        例子：

#include <iostream> using namespace std; class MyClass { public: // 全缺省构造函数 MyClass(int x = 10, int y = 20) { //函数体 } // 普通带参构造函数 MyClass(double z) { //函数体 } }; int main() { MyClass obj1; MyClass obj2(10); MyClass obj3(3.14); return 0; }

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三、析构函数

        析构函数和构造函数的作用相反，它用于在函数的生命周期结束的时候释放资源。

值得说的是，析构函数会在对象销毁时自动调用，以完成对象中资源的清理工作。这一特性使得C++能够有效地管理内存和其他资源，防止资源泄漏。

3.1析构函数名称

        析构函数名和类名相同，在前面加上一个 ~

class MyClass { public: ~MyClass() { // 析构函数体 } }; 3.2无参数和返回值

        析构函数是用来清理对象的资源的，不需要参数和返回值。

class MyClass { public: ~MyClass() { // 无参数，无返回值 } }; 3.3一个类只能有一个析构函数

        C++规定，一个类只能有一个析构函数，因为一个对象只能在生命周期结束时被销毁一次。

class MyClass { public: ~MyClass() { // 只能有一个析构函数 } }; 3.4自动调用

        当一个对象的生命周期结束（如对象超出作用域或显式删除对象）时，系统会自动调用析构函数来清理资源。

        如果显式定义了析构函数，对于自定义类型的成员变量，它们的析构函数也会被自动调用。

class MyClass { private: std::string _name; // 自定义类型成员 public: ~MyClass() { // 自定义类型的成员变量会自动调用其析构函数 } }; 3.5显式写析构函数

        如果显式定义了析构函数，C++会确保自定义类型的成员变量，在生命周期结束的时候，也会自动调用他的析构函数。

class MYclass { private: std::string_name; public: ~MYclass() {} } 3.6可以不写的情况

        如果类里没有需要动态分配的资源或者需要手动释放的资源，可以不需要写析构函数，可以使用编译器的默认析构函数。例如：

class Myclass { private: int_value;//没有需要动态分配的资源 } 3.7析构函数执行的顺序

        C++规定，先定义的函数后析构。

这一规则保证了对象按照先进后出的顺序进行销毁，这符合栈的逻辑。

class Myclass { public: ~Myclass() {} }; int main() { Myclass odj 1; Myclass obj 2;//这里2回比1先销毁 return 0; }

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        下面，将用两个具体的代码实例帮助大家理解构造函数和析构函数在C++中的性质和作用。

实例一：利用两个栈实现队列

#include<iostream> using namespace std; typedef int STDataType; class Stack { public: Stack(int n = 4) { _a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n); if (_a == nullptr) { perror("malloc申请空间失败"); return; } _capacity = n; _top = 0; } ~Stack() { // 自定义析构函数，释放动态分配的内存 cout << "~Stack()" << endl; free(_a); _a = nullptr; _top = _capacity = 0; } private: STDataType* _a; size_t _capacity; size_t _top; }; // 两个Stack实现队列 class MyQueue { public: MyQueue() : pushst(), popst() {} // 默认析构函数自动调用两个Stack成员的析构函数 // 显式定义的析构函数，也会自动调用Stack成员的析构函数 /*~MyQueue() {}*/ private: Stack pushst; Stack popst; }; int main() { Stack st; MyQueue mq; // MyQueue的析构函数会自动调用pushst和popst的析构函数 return 0; }

实例二：用C++解决括号匹配

#include<iostream> using namespace std; bool isValid(const char* s) { Stack st; while (*s) { if (*s == '[' || *s == '(' || *s == '{') { st.Push(*s); } else { if (st.Empty()) { return false; } char top = st.Top(); st.Pop(); if ((*s == ']' && top != '[') || (*s == '}' && top != '{') || (*s == ')' && top != '(')) { return false; } } ++s; } return st.Empty(); // 确保所有括号都匹配 } int main() { cout << isValid("[()][]") << endl; // 输出1（true） cout << isValid("[(])[]") << endl; // 输出0（false） return 0; } 四、拷贝构造函数 4.1定义

        拷贝构造是一种构造函数，用于通过一个已经存在的对象来构造一个新的对象。

        在C++中，如果一个函数的第一个参数是自身类型的引用，那么这个函数就是拷贝构造函数。

4.2本质

        拷贝构造函数本质就是原函数的一个函数重载。

        因为定义中讲，如果一个函数的第一个参数是自身类型的引用，那么这个函数就是拷贝构造函数。那么这两个函数的函数名必然相同，只不过参数列表不同，一个是函数本身的参数列表，另一个是同类对象的引用。

4.3第一个参数

        注意！！拷贝构造函数的第一个参数必须调用类类型对象的引用，不能传值，否则就会出现无限调用拷贝构造，导致编译错误。如下图：

4.4自定义类型对象的拷贝

        在C++中，无论是传值，还是从函数内部返回一个对象，C++都调用了拷贝函数来创建新的对象。

4.5若没有显式地写，编译器会自动生成

        如果没有显式的写拷贝函数，编译器会自动生成一个拷贝函数，对函数的内置类型进行拷贝，不过注意，这是浅拷贝，浅拷贝指的是例如简单变量，数组等，可以直接拷贝一份给别的地方用，但是如果遇到例如，栈，这一类需要动态分配资源的，浅拷贝会导致例如两个资源共用一个空间的矛盾产生，这时需要自定义函数来实现深拷贝。

4.6拷贝函数的传值返回

        在C++中，通过值返回对象时，编译器会调用拷贝构造函数来创建返回值的副本。如果通过引用返回对象，则没有拷贝发生。然而，引用返回需要确保返回的对象在函数结束后仍然存在，否则会导致悬空引用。例如：

MyClass ReturnByValue() { MyClass temp(10); return temp; // 调用拷贝构造函数，返回对象副本 } MyClass& ReturnByReference() { static MyClass temp(10); // 使用static，确保返回的引用有效 return temp; // 返回引用，不调用拷贝构造函数 } int main() { MyClass obj1 = ReturnByValue(); // 调用拷贝构造函数 MyClass& obj2 = ReturnByReference(); // 不调用拷贝构造函数 return 0; }

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结语

至此，本文介绍的关于C++入门的部分知识正式结束，日后我会更新更多关于C++的基础入门知识，如果本文能帮助到阅读文章的你，就请点赞转发收藏吧，您的支持也是我继续学习和更新的动力，感谢支持！！