构造函数、析构函数、赋值与初始化、explicit关键字

2021-09-25 23:31:10

一、构造函数、默认构造函数

（1）、构造函数

构造函数是特殊的成员函数
创建类类型的新对象，系统自动会调用构造函数
构造函数是为了保证对象的每个数据成员都被正确初始化

函数名和类名完全相同
不能定义构造函数的类型（返回类型），也不能使用void
通常情况下构造函数应声明为公有函数，一般被隐式地调用。
构造函数被声明为私有有特殊的用途，比如单例模式，以后详谈。
构造函数可以有任意类型和任意个数的参数，一个类可以有多个构造函数（重载）

（2）、默认构造函数

不带参数的构造函数
如果程序中未声明，则系统自动产生出一个默认构造函数，是空函数

如果程序实现任何一个构造函数（包括拷贝构造函数），那么编译器将不再提供默认构造函数。

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#ifndef _TEST_H_
#define _TEST_H_

class Test
{
public:
    // 如果类不提供任何一个构造函数，系统将为我们提供一个不带参数的
    // 默认的构造函数
    Test();
    Test(int num);
    void Display();

Test &operator=(const Test &other);

~Test();
private:
int num_;
};
#endif // _TEST_H_

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#include "Test.h"
#include <iostream>
using namespace std;

// 不带参数的构造函数称为默认构造函数
Test::Test()
{
num_ = 0;
cout << "Initializing Default" << endl;
}

Test::Test(int num)
{
num_ = num;
cout << "Initializing " << num_ << endl;
}

Test::~Test()
{
cout << "Destroy " << num_ << endl;
}

void Test::Display()
{
cout << "num=" << num_ << endl;
}

Test &Test::operator=(const Test &other)
{
    cout << "Test::operator=" << endl;
    if (this == &other)
        return *this;

num_ = other.num_;
return *this;
}

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#include "Test.h"

int main(void)
{
Test t;
t.Display();

Test t2(10);
t2.Display();

Test *t3 = new Test(20); // new operator
t3->Display();

delete t3;

return 0;
}

用上面的程序测试，输出为：

可以看到构造函数是被自动调用的，且构造函数可以被重载调用；栈上的对象生存期到了会自动调用析构函数；而new
operator 做了两件事，一个是创建了对象内存，一个是调用构造函数；堆上的内存需要delete
释放，做了两件事，一是调用析构函数，二是释放内存。

//我们不能调用一个构造函数但没有提供参数（实例化对象），如
A a();
//因为是有歧义的，我们也可以看成是声明了一个没有参数的函数a，返回值是类型A的一个对象

但在函数传参的时候往往可以这样写： A() // 即定义一个无名对象。

还有一个注意点，全局对象的构造先于main函数执行，如下：

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#include "Test.h"
#include <iostream>
using namespace std;

Test t(10);

int main(void)
{
    cout << "Entering main ..." << endl;
    cout << "Exiting main ..." << endl;
    return 0;
}

在return 0 时全局变量的生存期也到了，故也会自动调用析构函数。

二、析构函数

函数名和类名相似（前面多了一个字符“~”）
没有返回类型
没有参数
析构函数不能被重载
如果没有定义析构函数，编译器会自动生成一个默认析构函数，其格式如下：
类名::~默认析构函数名( )
{
}
默认析构函数是一个空函数

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#include "Test.h"

int main(void)
{
Test t[2] = {10, 20};

Test *t2 = new Test(2);
delete t2;

Test *t3 = new Test[2];
delete[] t3;

return 0;
}

注意 2] = {10, 20};
中10，20是当作参数传递给每个对象的构造函数的，如果没有对应的构造函数，比如只有2个参数的构造函数，那么编译是失败的。

实际上，构造函数和析构函数都是可以被显式调用的，只是很少这样做，可以参考这里。

三、转换构造函数

单个参数的构造函数不一定是转换构造函数
将其它类型转换为类类型
类的构造函数只有一个参数是非常危险的，因为编译器可以使用这种构造函数把参数的类型隐式转换为类类型

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#include "Test.h"

int main(void)
{
Test t(10); // 带一个参数的构造函数，充当的是普通构造函数的功能

t = 20;         // 将20这个整数赋值给t对象
    // 1、调用转换构造函数将20这个整数转换成类类型（生成一个临时对象）
    // 2、将临时对象赋值给t对象(调用的是=运算符)

Test t2;

return 0;
}

可以看到初始化了一个临时对象，传递参数20，然后调用赋值运算符operator=，接着释放临时对象，最后释放的对象是已经被更改过的t 。赋值运算符的格式为：Test& Test::operator=(const Test& other);事实上如果没有自己实现，编译器也会实现一个默认的赋值运算符，做的事情跟我们现在实现的函数一样。

四、赋值与初始化的区别

在初始化语句中的等号不是运算符。

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#include "Test.h"

int main(void)
{
Test t = 10; // 等价于Test t(10); 这里的=不是运算符，表示初始化。

t = 20; // 赋值操作

Test t2;
t = t2; // 赋值操作 t.operator=(t2);

return 0;
}

第一条语句是初始化，后面是赋值操作，参照上面临时对象的创建销毁，赋值运算符的调用可以理解输出。

五、explicit 关键字

只提供给类的构造函数使用的关键字。
编译器不会把声明为explicit的构造函数用于隐式转换，它只能在程序代码中显示创建对象

假设在Test 类的构造函数Test(int num); 前面加上explicit 关键字，那么Test t = 10; 或者 t = 20; 这种语句都是编译不通过的，因为不允许隐式转换。

参考：

C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范

码农公寓

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