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C++ 中構(gòu)造函數(shù)的實(shí)例詳解

來源:本站原創(chuàng)|時間:2020-01-10|欄目:C語言|點(diǎn)擊: 次

C++ 中構(gòu)造函數(shù)的實(shí)例詳解

c++構(gòu)造函數(shù)的知識在各種c++教材上已有介紹,不過初學(xué)者往往不太注意觀察和總結(jié)其中各種構(gòu)造函數(shù)的特點(diǎn)和用法,故在此我根據(jù)自己的c++編程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了一下c++中各種構(gòu)造函數(shù)的特點(diǎn),并附上例子,希望對初學(xué)者有所幫助。

1. 構(gòu)造函數(shù)是干什么的

class Counter
{
 
public:
  // 類Counter的構(gòu)造函數(shù)
  // 特點(diǎn):以類名作為函數(shù)名,無返回類型
  Counter()
  {
    m_value = 0;
  }
     
private:   
  // 數(shù)據(jù)成員
 int m_value;
}

該類對象被創(chuàng)建時,編譯系統(tǒng)對象分配內(nèi)存空間,并自動調(diào)用該構(gòu)造函數(shù)->由構(gòu)造函數(shù)完成成員的初始化工作

eg: Counter c1;       

編譯系統(tǒng)為對象c1的每個數(shù)據(jù)成員(m_value)分配內(nèi)存空間,并調(diào)用構(gòu)造函數(shù)Counter()自動地初始化對象c1的m_value值設(shè)置為0

故:構(gòu)造函數(shù)的作用:初始化對象的數(shù)據(jù)成員。

2. 構(gòu)造函數(shù)的種類

class Complex 
{     
 
private :
  double m_real;
  double m_imag;
 
public:
 
  // 無參數(shù)構(gòu)造函數(shù)
  // 如果創(chuàng)建一個類你沒有寫任何構(gòu)造函數(shù),則系統(tǒng)會自動生成默認(rèn)的無參構(gòu)造函數(shù),函數(shù)為空,什么都不做
  // 只要你寫了一個下面的某一種構(gòu)造函數(shù),系統(tǒng)就不會再自動生成這樣一個默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù),如果希望有一個這樣的無參構(gòu)造函數(shù),則需要自己顯示地寫出來
  Complex(void)
  {
     m_real = 0.0;
     m_imag = 0.0;
  } 
     
  // 一般構(gòu)造函數(shù)(也稱重載構(gòu)造函數(shù))
  // 一般構(gòu)造函數(shù)可以有各種參數(shù)形式,一個類可以有多個一般構(gòu)造函數(shù),前提是參數(shù)的個數(shù)或者類型不同(基于c++的重載函數(shù)原理)
  // 例如:你還可以寫一個 Complex( int num)的構(gòu)造函數(shù)出來
  // 創(chuàng)建對象時根據(jù)傳入的參數(shù)不同調(diào)用不同的構(gòu)造函數(shù)
  Complex(double real, double imag)
  {
     m_real = real;
     m_imag = imag;     
   }
   
  // 復(fù)制構(gòu)造函數(shù)(也稱為拷貝構(gòu)造函數(shù))
  // 復(fù)制構(gòu)造函數(shù)參數(shù)為類對象本身的引用,用于根據(jù)一個已存在的對象復(fù)制出一個新的該類的對象,一般在函數(shù)中會將已存在對象的數(shù)據(jù)成員的值復(fù)制一份到新創(chuàng)建的對象中
  // 若沒有顯示的寫復(fù)制構(gòu)造函數(shù),則系統(tǒng)會默認(rèn)創(chuàng)建一個復(fù)制構(gòu)造函數(shù),但當(dāng)類中有指針成員時,由系統(tǒng)默認(rèn)創(chuàng)建該復(fù)制構(gòu)造函數(shù)會存在風(fēng)險(xiǎn),具體原因請查詢有關(guān) “淺拷貝” 、“深拷貝”的文章論述
  Complex(const Complex & c)
  {
    // 將對象c中的數(shù)據(jù)成員值復(fù)制過來
    m_real = c.m_real;
    m_img = c.m_img;
  }      
 
  // 類型轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù),根據(jù)一個指定的類型的對象創(chuàng)建一個本類的對象
  // 例如:下面將根據(jù)一個double類型的對象創(chuàng)建了一個Complex對象
  Complex::Complex(double r)
  {
    m_real = r;
    m_imag = 0.0;
  }
 
  // 等號運(yùn)算符重載
  // 注意,這個類似復(fù)制構(gòu)造函數(shù),將=右邊的本類對象的值復(fù)制給等號左邊的對象,它不屬于構(gòu)造函數(shù),等號左右兩邊的對象必須已經(jīng)被創(chuàng)建
  // 若沒有顯示的寫=運(yùn)算符重載,則系統(tǒng)也會創(chuàng)建一個默認(rèn)的=運(yùn)算符重載,只做一些基本的拷貝工作
  Complex &operator=(const Complex &rhs)
  {
    // 首先檢測等號右邊的是否就是左邊的對象本,若是本對象本身,則直接返回
    if ( this == &rhs ) 
    {
      return *this;
    }
       
    // 復(fù)制等號右邊的成員到左邊的對象中
    this->m_real = rhs.m_real;
    this->m_imag = rhs.m_imag;
       
    // 把等號左邊的對象再次傳出
    // 目的是為了支持連等 eg:  a=b=c 系統(tǒng)首先運(yùn)行 b=c
    // 然后運(yùn)行 a= ( b=c的返回值,這里應(yīng)該是復(fù)制c值后的b對象)  
    return *this;
  }
};

下面使用上面定義的類對象來說明各個構(gòu)造函數(shù)的用法:

void main()
{
  // 調(diào)用了無參構(gòu)造函數(shù),數(shù)據(jù)成員初值被賦為0.0
  Complex c1,c2;
 
  // 調(diào)用一般構(gòu)造函數(shù),數(shù)據(jù)成員初值被賦為指定值
  Complex c3(1.0,2.5);
  // 也可以使用下面的形式
  Complex c3 = Complex(1.0,2.5);
     
  // 把c3的數(shù)據(jù)成員的值賦值給c1
  // 由于c1已經(jīng)事先被創(chuàng)建,故此處不會調(diào)用任何構(gòu)造函數(shù)
  // 只會調(diào)用 = 號運(yùn)算符重載函數(shù)
  c1 = c3;
     
  // 調(diào)用類型轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)
  // 系統(tǒng)首先調(diào)用類型轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù),將5.2創(chuàng)建為一個本類的臨時對象,然后調(diào)用等號運(yùn)算符重載,將該臨時對象賦值給c1
  c2 = 5.2;
    
  // 調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)( 有下面兩種調(diào)用方式) 
  Complex c5(c2);
  Complex c4 = c2; // 注意和 = 運(yùn)算符重載區(qū)分,這里等號左邊的對象不是事先已經(jīng)創(chuàng)建,故需要調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù),參數(shù)為c2    
     
}

3. 思考與測驗(yàn)

(1) 為什么函數(shù)中可以直接訪問對象c的私有成員 ?

Complex(const Complex & c)
{
  // 將對象c中的數(shù)據(jù)成員值復(fù)制過來
  m_real = c.m_real;
  m_img = c.m_img;
}

(2) 挑戰(zhàn)題,了解引用與傳值的區(qū)別

Complex test1(const Complex& c)
{
  return c;
}
  
Complex test2(const Complex c)
{
  return c;
}
  
Complex test3()
{
  static Complex c(1.0,5.0);
  return c;
}
  
Complex& test4()
{
  static Complex c(1.0,5.0);
  return c;
}
  
void main()
{
  Complex a,b;
  
  // 下面函數(shù)執(zhí)行過程中各會調(diào)用幾次構(gòu)造函數(shù),調(diào)用的是什么構(gòu)造函數(shù)?
   
  test1(a);
  test2(a);
   
  b = test3();
  b = test4();
   
  test2(1.2);
   
  // 下面這條語句會出錯嗎?
  test1(1.2);   
   
  //test1( Complex(1.2 )) 呢?
}

4. 淺拷貝與深拷貝

上面提到,如果沒有自定義復(fù)制構(gòu)造函數(shù),則系統(tǒng)會創(chuàng)建默認(rèn)的復(fù)制構(gòu)造函數(shù),但系統(tǒng)創(chuàng)建的默認(rèn)復(fù)制構(gòu)造函數(shù)只會執(zhí)行“淺拷貝”,即將被拷貝對象的數(shù)據(jù)成員的值一一賦值給新創(chuàng)建的對象,若該類的數(shù)據(jù)成員中有指針成員,則會使得新的對象的指針?biāo)赶虻牡刂放c被拷貝對象的指針?biāo)赶虻牡刂废嗤?,delete該指針時則會導(dǎo)致兩次重復(fù)delete而出錯。下面是示例:

#include <iostream.h>
#include <string.h>
class Person 
{
public :
     
  // 構(gòu)造函數(shù)
  Person(char * pN)
  {
    cout << "一般構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用 !\n";
    m_pName = new char[strlen(pN) + 1];
    //在堆中開辟一個內(nèi)存塊存放pN所指的字符串
    if(m_pName != NULL) 
    {
      //如果m_pName不是空指針,則把形參指針pN所指的字符串復(fù)制給它
       strcpy(m_pName ,pN);
    }
  }    
    
  // 系統(tǒng)創(chuàng)建的默認(rèn)復(fù)制構(gòu)造函數(shù),只做位模式拷貝
  Person(Person & p)  
  { 
    //使兩個字符串指針指向同一地址位置     
    m_pName = p.m_pName;     
  }
 
  ~Person( )
  {
    delete m_pName;
  }
     
private :
  char * m_pName;
};
 
void main( )
{ 
  Person man("lujun");
  Person woman(man); 
   
  // 結(jié)果導(dǎo)致  man 和  woman 的指針都指向了同一個地址
   
  // 函數(shù)結(jié)束析構(gòu)時
  // 同一個地址被delete兩次
}
 
 
// 下面自己設(shè)計(jì)復(fù)制構(gòu)造函數(shù),實(shí)現(xiàn)“深拷貝”,即不讓指針指向同一地址,而是重新申請一塊內(nèi)存給新的對象的指針數(shù)據(jù)成員
Person(Person & chs);
{
   // 用運(yùn)算符new為新對象的指針數(shù)據(jù)成員分配空間
   m_pName=new char[strlen(p.m_pName)+ 1];
 
   if(m_pName)     
   {
       // 復(fù)制內(nèi)容
      strcpy(m_pName ,chs.m_pName);
   }
  
  // 則新創(chuàng)建的對象的m_pName與原對象chs的m_pName不再指向同一地址了
}

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