[C++核心编程] 4.2、类和对象-对象的初始化和清理

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- - 4.2 对象的初始化和清理

4.2 对象的初始化和清理

生活中我们买的电子产品都基本会有出厂设置，在某一天我们不用时候也会删除一些自己信息数据保证安全
C++中的面向对象来源于生活，每个对象也都会有初始设置以及对象销毁前的清理数据的设置。

4.2.1 构造函数和析构函数

对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题

一个对象或者变量没有初始状态，对其使用后果是未知

同样的使用完一个对象或变量，没有及时清理，也会造成一定的安全问题

c++利用了构造函数和析构函数解决上述问题，这两个函数将会被编译器自动调用，完成对象初始化和清理工作。

对象的初始化和清理工作是编译器强制要我们做的事情，因此如果我们不提供构造和析构，编译器会提供

编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。

构造函数：主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值，构造函数由编译器自动调用，无须手动调用。
析构函数：主要作用在于对象销毁前系统自动调用，执行一些清理工作。

构造函数语法：类名(){}

构造函数，没有返回值也不写void
函数名称与类名相同
构造函数可以有参数，因此可以发生重载
程序在调用对象时候会自动调用构造，无须手动调用,而且只会调用一次

析构函数语法： ~类名(){}

析构函数，没有返回值也不写void
函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~
析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载
程序在对象销毁前会自动调用析构，无须手动调用,而且只会调用一次
析构函数在栈区中是先进后出

class Person

{

public:

	//构造函数

	Person()

	{

		cout << "Person的构造函数调用" << endl;

	}

	//析构函数

	~Person()

	{

		cout << "Person的析构函数调用" << endl;

	}

};

void test01()

{

	Person p;

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;

}

4.2.2 构造函数的分类及调用

两种分类方式：

按参数分为：有参构造和无参构造

按类型分为：普通构造和拷贝构造

三种调用方式：

括号法

显示法

隐式转换法

示例：

//1、构造函数分类

// 按照参数分类分为 有参和无参构造   无参又称为默认构造函数

// 按照类型分类分为 普通构造和拷贝构造

class Person {

public:

	//无参（默认）构造函数

	Person() {

		cout << "无参构造函数!" << endl;

	}

	//有参构造函数

	Person(int a) {

		age = a;

		cout << "有参构造函数!" << endl;

	}

	//拷贝构造函数

	Person(const Person& p) {

		age = p.age;

		cout << "拷贝构造函数!" << endl;

	}

	//析构函数

	~Person() {

		cout << "析构函数!" << endl;

	}

public:

	int age;

};

//2、构造函数的调用

//调用无参构造函数

void test01() {

	Person p; //调用无参构造函数

}

//调用有参的构造函数

void test02() {

	//2.1  括号法，常用

	Person p1(10);

	//注意1：调用无参构造函数不能加括号，如果加了编译器认为这是一个函数声明

	//Person p2();

	//2.2 显式法

	Person p2 = Person(10);

	Person p3 = Person(p2);

	//Person(10)单独写就是匿名对象  当前行结束之后，马上析构

	//2.3 隐式转换法

	Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10);

	Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4); 

	//注意2：不能利用 拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器认为是对象声明

	//Person p5(p4);

}

int main() {

	test01();

	//test02();

	system("pause");

	return 0;

}

4.2.3 拷贝构造函数调用时机

C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况

使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
值传递的方式给函数参数传值
以值方式返回局部对象

示例：

class Person {

public:

	Person() {

		cout << "无参构造函数!" << endl;

		mAge = 0;

	}

	Person(int age) {

		cout << "有参构造函数!" << endl;

		mAge = age;

	}

	Person(const Person& p) {

		cout << "拷贝构造函数!" << endl;

		mAge = p.mAge;

	}

	//析构函数在释放内存之前调用

	~Person() {

		cout << "析构函数!" << endl;

	}

public:

	int mAge;

};

//1. 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象

void test01() {

	Person man(100); //p对象已经创建完毕

	Person newman(man); //调用拷贝构造函数

	Person newman2 = man; //拷贝构造

	//Person newman3;

	//newman3 = man; //不是调用拷贝构造函数，赋值操作

}

//2. 值传递的方式给函数参数传值

//相当于Person p1 = p;

void doWork(Person p1) {}

void test02() {

	Person p; //无参构造函数

	doWork(p);

}

//3. 以值方式返回局部对象

Person doWork2()

{

	Person p1;

	cout << (int *)&p1 << endl;

	return p1;

}

void test03()

{

	Person p = doWork2();

	cout << (int *)&p << endl;

}

int main() {

	//test01();

	//test02();

	test03();

	system("pause");

	return 0;

}

4.2.4 构造函数调用规则

默认情况下，c++编译器至少给一个类添加3个函数

1．默认构造函数(无参，函数体为空)

2．默认析构函数(无参，函数体为空)

3．默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝

构造函数调用规则如下：

如果用户定义有参构造函数，c++不在提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造
如果用户定义拷贝构造函数，c++不会再提供其他构造函数

示例：

class Person {

public:

	//无参（默认）构造函数

	Person() {

		cout << "无参构造函数!" << endl;

	}

	//有参构造函数

	Person(int a) {

		age = a;

		cout << "有参构造函数!" << endl;

	}

	//拷贝构造函数

	Person(const Person& p) {

		age = p.age;

		cout << "拷贝构造函数!" << endl;

	}

	//析构函数

	~Person() {

		cout << "析构函数!" << endl;

	}

public:

	int age;

};

void test01()

{

	Person p1(18);

	//如果不写拷贝构造，编译器会自动添加拷贝构造，并且做浅拷贝操作

	Person p2(p1);

	cout << "p2的年龄为： " << p2.age << endl;

}

void test02()

{

	//如果用户提供有参构造，编译器不会提供默认构造，会提供拷贝构造

	Person p1; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错

	Person p2(10); //用户提供的有参

	Person p3(p2); //此时如果用户没有提供拷贝构造，编译器会提供

	//如果用户提供拷贝构造，编译器不会提供其他构造函数

	Person p4; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错

	Person p5(10); //此时如果用户自己没有提供有参，会出错

	Person p6(p5); //用户自己提供拷贝构造

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;

}

4.2.5 深拷贝与浅拷贝

深浅拷贝是面试经典问题，也是常见的一个坑

浅拷贝：简单的赋值拷贝操作

深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

示例：

class Person {

public:

	//无参（默认）构造函数

	Person() {

		cout << "无参构造函数!" << endl;

	}

	//有参构造函数

	Person(int age ,int height) {

		cout << "有参构造函数!" << endl;

		m_age = age;

		m_height = new int(height);

	}

	//拷贝构造函数

	Person(const Person& p) {

		cout << "拷贝构造函数!" << endl;

		//如果不利用深拷贝在堆区创建新内存，会导致浅拷贝带来的重复释放堆区问题

		m_age = p.m_age;

		m_height = new int(*p.m_height);

	}

	//析构函数

	~Person() {

		cout << "析构函数!" << endl;

		if (m_height != NULL)

		{

			delete m_height;

		}

	}

public:

	int m_age;

	int* m_height;

};

void test01()

{

	Person p1(18, 180);

	Person p2(p1);

	cout << "p1的年龄： " << p1.m_age << " 身高： " << *p1.m_height << endl;

	cout << "p2的年龄： " << p2.m_age << " 身高： " << *p2.m_height << endl;

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;

}

总结：如果属性有在堆区开辟的，一定要自己提供拷贝构造函数，防止浅拷贝带来的问题

4.2.6 初始化列表

作用：

C++提供了初始化列表语法，用来初始化属性

语法：构造函数()：属性1(值1),属性2（值2）... {}

示例：

class Person {

public:

	传统方式初始化

	//Person(int a, int b, int c) {

	//	m_A = a;

	//	m_B = b;

	//	m_C = c;

	//}

	//初始化列表方式初始化

	Person(int a, int b, int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {}

	void PrintPerson() {

		cout << "mA:" << m_A << endl;

		cout << "mB:" << m_B << endl;

		cout << "mC:" << m_C << endl;

	}

private:

	int m_A;

	int m_B;

	int m_C;

};

int main() {

	Person p(1, 2, 3);

	p.PrintPerson();

	system("pause");

	return 0;

}

4.2.7 类对象作为类成员

C++类中的成员可以是另一个类的对象，我们称该成员为对象成员

例如：

class A {}

class B

{

    A a；

}

B类中有对象A作为成员，A为对象成员

那么当创建B对象时，A与B的构造和析构的顺序是谁先谁后？

示例：

class Phone

{

public:

	Phone(string name)

	{

		m_PhoneName = name;

		cout << "Phone构造" << endl;

	}

	~Phone()

	{

		cout << "Phone析构" << endl;

	}

	string m_PhoneName;

};

class Person

{

public:

	//初始化列表可以告诉编译器调用哪一个构造函数

	Person(string name, string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName)

	{

		cout << "Person构造" << endl;

	}

	~Person()

	{

		cout << "Person析构" << endl;

	}

	void playGame()

	{

		cout << m_Name << " 使用" << m_Phone.m_PhoneName << " 牌手机! " << endl;

	}

	string m_Name;

	Phone m_Phone;

};

void test01()

{

	//当类中成员是其他类对象时，我们称该成员为 对象成员

	//构造的顺序是 ：先调用对象成员的构造，再调用本类构造

	//析构顺序与构造相反

	Person p("张三" , "苹果X");

	p.playGame();

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;

}

4.2.8 静态成员

静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static，称为静态成员

静态成员分为：

静态成员变量
- 所有对象共享同一份数据
- 在编译阶段分配内存
- 类内声明，类外初始化
静态成员函数
- 所有对象共享同一个函数
- 静态成员函数只能访问静态成员变量

**示例1 ：**静态成员变量

class Person

{

public:

	static int m_A; //静态成员变量

	//静态成员变量特点：

	//1 在编译阶段分配内存

	//2 类内声明，类外初始化

	//3 所有对象共享同一份数据

private:

	static int m_B; //静态成员变量也是有访问权限的

};

int Person::m_A = 10;

int Person::m_B = 10;

void test01()

{

	//静态成员变量两种访问方式

	//1、通过对象

	Person p1;

	p1.m_A = 100;

	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;

	Person p2;

	p2.m_A = 200;

	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; //共享同一份数据

	cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;

	//2、通过类名

	cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;

	//cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; //私有权限访问不到

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;

}

**示例2：**静态成员函数

class Person

{

public:

	//静态成员函数特点：

	//1 程序共享一个函数

	//2 静态成员函数只能访问静态成员变量

	static void func()

	{

		cout << "func调用" << endl;

		m_A = 100;

		//m_B = 100; //错误，不可以访问非静态成员变量

	}

	static int m_A; //静态成员变量

	int m_B; //

private:

	//静态成员函数也是有访问权限的

	static void func2()

	{

		cout << "func2调用" << endl;

	}

};

int Person::m_A = 10;

void test01()

{

	//静态成员变量两种访问方式

	//1、通过对象

	Person p1;

	p1.func();

	//2、通过类名

	Person::func();

	//Person::func2(); //私有权限访问不到

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;

}

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