网站建设阿胶膏的作用,c 网站开发 书,深圳安居房轮候查询,织梦商城网站#x1f525;博客主页#xff1a; 小羊失眠啦. #x1f3a5;系列专栏#xff1a;《C语言》 《数据结构》 《C》 《Linux》 《Cpolar》 ❤️感谢大家点赞#x1f44d;收藏⭐评论✍️ 文章目录 一、默认成员函数二、构造函数构造函数的概念及特性 三、析构函数析构函数的特性… 博客主页 小羊失眠啦. 系列专栏《C语言》 《数据结构》 《C》 《Linux》 《Cpolar》 ❤️感谢大家点赞收藏⭐评论✍️ 文章目录 一、默认成员函数二、构造函数构造函数的概念及特性 三、析构函数析构函数的特性 四、拷贝构造函数拷贝构造函数的特性 一、默认成员函数
上一章中我们谈到如果一个类中什么成员也没有那么这个类就叫作空类。其实这么说是不太严谨的因为一个类不可能什么都没有。
当我们定义好一个类不做任何处理时编译器会自动生成以下6个默认成员函数
默认成员函数如果用户没有手动实现则编译器会自动生成的成员函数。 构造函数主要完成初始化工作析构函数主要完成清理工作拷贝构造使用一个同类的对象初始化创建一个对象赋值重载把一个对象赋值给另一个对象取地址重载普通对象取地址操作取地址重载constconst对象取地址操作
本章我们将学习四个默认成员函数——构造函数与析构函数——拷贝构造 与赋值重载 二、构造函数
在C语言阶段我们实现栈的数据结构时有一件事很苦恼就是每当创建一个stack对象之前叫作定义一个stack类型的变量后首先得调用它的专属初始化函数StackInit来初始化对象。
typedef int dataOfStackType;typedef struct stack
{dataOfStackType* a;int top;int capacity;
}stack;void StackInit(stack* ps);
//...int main(){stack s;StackInit(s);//...return 0;}这不免让人觉得有点麻烦。在C中构造函数为我们很好的解决了这一问题。
构造函数的概念及特性
构造函数是一个特殊的成员函数。构造函数虽然叫作构造但是其主要作用并不是开辟空间创建对象而是初始化对象。
构造函数之所以特殊是因为相比于其它成员函数它具有如下特性
函数名与类名相同无返回值对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数构造函数可以重载
举例
class Date
{
public://无参的构造函数Date(){};//带参的构造函数Date(int year,int month,int day){_year year;_month month;_day day;}private:int _year;int _month;int _day;
};void TestDate()
{Date d1;//调用无参构造函数自动调用Date d2(2023, 3, 29);//调用带参构造函数自动调用
}特别注意
创建对象时编译器会自动调用构造函数若是调用无参构造函数则无需在对象后面使用()。否则会产生歧义编译器无法确定你是在声明函数还是在创建对象。
错误示例
//错位示例
Date d3();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://若用户没有显示定义则编译器自动生成。/*Date(int year,int month,int day){_year year;_month month;_day day;}*/private:int _year;int _month;int _day;
};默认生成构造函数对内置类型成员不作处理对自定义类型成员会调用它的默认构造函数
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、double…自定义类型就是我们使用class、struct、union等自己定义的类型。
举例
默认构造函数对内置类型
class Date
{
public://此处不对构造函数做显示定义测试默认构造函数/*Date(){}*/void print(){cout _year - _month - _day endl;}private:int _year;int _month;int _day;
};
void TestDate1()
{Date d1;d1.print();
}如图所示默认构造函数的确未对内置类型做处理。
默认构造函数对自定义类型
class stack
{
public://此处对stack构造函数做显示定义stack(){cout stack() endl;_a nullptr;_top _capacity 0;}
private:int* _a;int _top;int _capacity;
};class queue
{
public://此处不对queue构造函数做显示定义测试默认构造函数/*queue(){}*/
private://自定义类型成员stack _s;
};void TestQueue()
{queue q;
}如图所示在创建queue对象时默认构造函数对自定义成员_s做了处理调用了它的默认构造函数stack()。
这一波蜜汁操作让很多C使用者感到困惑与不满为什么要针对内置类型和自定义类型做不同的处理呢终于在C11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
举例
class Date
{
public:
//...void print(){cout _year - _month - _day endl;}
private://使用默认值int _year 0;int _month 0;int _day 0;
};
void TestDate2()
{Date d2;d2.print();
} 默认值若不对成员变量做处理则使用默认值。
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
举例
class Date
{
public://无参的默认构造函数//Date()//{//}//全缺省的默认构造函数Date(int year 0, int month 0, int day 0){_year year;_month month;_day day;}void print(){cout _year - _month - _day endl;}private:int _year 0;int _month 0;int _day 0;
}; 默认构造函数 无参的构造函数全缺省的构造函数C编译器生成的无参的构造函数 即三种必须要有一种如果没有默认的构造函数写的构造函数不是无参的也不是全缺省的就会报错 三、析构函数
析构函数与构造函数的特性相似但功能有恰好相反。构造函数是用来初始化对象的析构函数是用来销毁对象的。
需要注意的是析构函数并不是对对象本身进行销毁因为局部对象出了作用域会自行销毁由编译器来完成而是在对象销毁时会自动调用析构函数对对象内部的资源做清理例如stack _s中的int* a。
同样有了析构函数我们再也不用担心创建对象或定义变量后由于忘记释放内存而造成内存泄漏了。
举例
class Stack
{
public:Stack(){//...}void Push(int x){//...}bool Empty(){// ...}int Top(){//...}void Destory(){//...}
private:// 成员变量int* _a;int _top;int _capacity;
};void TestStack()
{Stack s;st.Push(1);st.Push(2);//过去需要手动释放st.Destroy();
}析构函数的特性
析构函数名是在类名前加上字符 ~无参数无返回值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析构函数不能重载
举例
class Date
{
public:Date(){cout Date() endl;}~Date(){cout ~Date() endl;}
private:int _year 0;int _month 0;int _day 0;
};void TestDate3()
{Date d3;//d3生命周期结束时自动调用构造函数
}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
举例
class stack
{
public://此处对stack构造函数做显示定义stack(){cout stack() endl;_a nullptr;_top _capacity 0;}~stack(){cout ~Stack() endl;free(_a);_a nullptr;_top _capacity 0;}
private:int* _a;int _top;int _capacity;
};
class queue
{
public://此处不对queue构造函数做显示定义测试默认构造函数/*queue(){}*/
private://自定义类型成员stack _s;
};void TestQueue1()
{queue q;
}这里可能有小伙伴会好奇为什么析构函数不像构造函数那样区分内置类型与自定义类型呢 答案是因为内置类型压根不需要我们担心清理工作在其生命周期结束时会自动销毁。而自定义类型需要担心因为自定义类型里可能含有申请资源例如malloc申请内存须手动释放。
如果类中没有申请资源时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类有资源申请时一定要写否则会造成资源泄漏比如stack类。 四、拷贝构造函数
同样拷贝构造函数也属于6个默认成员函数而且拷贝构造函数是构造函数的一种重载形式。
拷贝构造函数的功能就如同它的名字——拷贝。我们可以用一个已存在的对象来创建一个与已存在对象一模一样的新的对象。
举例
class Date
{
public://构造函数Date(){cout Date() endl;}//拷贝构造函数Date(const Date d){cout Date() endl;_year d._year;_month d._month;_day d._day;}//析构函数~Date(){cout ~Date() endl;}
private:int _year 0;int _month 0;int _day 0;
};void TestDate()
{Date d1;//调用拷贝构造创建对象Date d2(d1);
} 拷贝构造函数的特性
拷贝构造函数作为特殊的成员函数同样也有异于常人的特性
拷贝构造函数是构造函数的重载拷贝构造函数的参数只有一个且必须是类类型对象的引用。若使用传值的方式则编译器会报错因为理论上这会引发无穷递归。
错误示例
class Date
{
public://错误示例//如果这样写编译器就会直接报错但我们现在假设如果编译器不会检查//这样的程序执行起来会发生什么Date(const Date d){_year d._year;_month d._month;_day d._day;}
private:int _year 0;int _month 0;int _day 0;
};void TestDate()
{Date d1;//调用拷贝构造创建对象Date d2(d1);
}当拷贝构造函数的参数采用传值的方式时创建对象d2会调用它的拷贝构造函数d1会作为实参传递给形参d。不巧的是实参传递给形参本身又是一个拷贝会再次调用形参的拷贝构造函数…如此便会引发无穷的递归。 若未显式定义编译器会生成默认的拷贝构造函数。 默认的拷贝构造函数对象按内存存储按字节序完成拷贝这种拷贝叫做浅拷贝或者值拷贝
举例
class Date
{
public://构造函数Date(int year 0, int month 0, int day 0){//cout Date() endl;_year year;_month month;_day day;}//未显式定义拷贝构造函数/*Date(const Date d){_year d._year;_month d._month;_day d._day;}*/void print(){cout _year - _month - _day endl;}
private:int _year 0;int _month 0;int _day 0;
};void TestDate()
{Date d1(2023, 3, 31);//调用拷贝构造创建对象Date d2(d1);d2.print();
}有的小伙伴可能会有疑问编译器默认生成的拷贝构造函数貌似可以很好的完成任务那么还需要我们手动来实现吗 答案是当然需要。Date类只是一个较为简单的类且类成员都是内置类型可以不需要。但是当类中含有自定义类型时编译器可就办不了事儿了。
类中如果没有涉及资源申请时拷贝构造函数写不写都可以一旦涉及到资源申请时则拷贝构造函数是一定要写的否则就是浅拷贝
错误示例
class stack
{
public:stack(int defaultCapacity10){_a (int*)malloc(sizeof(int)*defaultCapacity);if (_a nullptr){perror(malloc fail);exit(-1);}_top 0;_capacity defaultCapacity;}~stack(){cout ~Stack() endl;free(_a);_a nullptr;_top _capacity 0;}void push(int n){_a[_top] n;}void print(){for (int i 0; i _top; i){cout _a[i] ;}cout endl;}
private:int* _a;int _top;int _capacity;
};void TestStack()
{stack s1;s1.push(1);s1.push(2);s1.push(3);s1.push(4);s1.print();stack s2(s1);s2.print();s2.push(5);s2.push(6);s2.push(7);s2.push(8);s2.print();
}如图所示这段程序的运行结果是程序崩溃了且通过观察发现是在第二次析构时出现了错误。其实出现错误的原因是在第二次析构时对野指针进行free了。
一个小tip
多个对象进行析构的顺序如同栈一样先创建的对象后析构后创建的对象先析构。
为什么会出现对野指针进行free呢
原因是对象s1与对象s2中的成员_a指向的是同一块空间。在s2析构完成后这块空间已经被释放此时的s1._a就是野指针。这就是浅拷贝导致的后果。
理解浅拷贝
编译器默认生成的拷贝构造函数是按字节序拷贝的在创建s2对象时仅仅是把s1._a的值赋值给s2._a并没有重新开辟一块与s1._a所指向的空间大小相同内容相同的空间。我们把前者的拷贝方式称为浅拷贝后者称为深拷贝。 当开启监视窗口来观察这一过程我们可以看到s2在进行push时s1的内容也在跟着改变且s1._as2._a 正确的做法
class stack
{
public:stack(int defaultCapacity10){_a (int*)malloc(sizeof(int)*defaultCapacity);if (_a nullptr){perror(malloc fail);exit(-1);}_top 0;_capacity defaultCapacity;}//用户自己定义拷贝构造函数stack(const stack s){_a (int*)malloc(sizeof(int) * s._capacity);if (_a nullptr){perror(malloc fail);exit(-1);}memcpy(_a, s._a, sizeof(int) * s._capacity);_top s._top;_capacity s._capacity;}~stack(){cout ~Stack() endl;free(_a);_a nullptr;_top _capacity 0;}void push(int n){_a[_top] n;}void print(){for (int i 0; i _top; i){cout _a[i] ;}cout endl;}
private:int* _a;int _top;int _capacity;
};拷贝构造函数典型调用场景
使用已存在对象创建新对象;函数参数类型为类类型对象;函数返回值类型为类类型对象。
为了提高程序效率一般对象传参时尽量使用引用类型返回时根据实际场景能用引用尽量使用引用。
