C++|构造函数和析构函数

一、构造函数

构造函数是一种特殊的成员函数，主要用于创建对象时对对象进行初始化操作，即专门用于构造新对象，并赋值对象的成员数据。

在 C++ 里，构造函数的名称和类名相同，并且没有返回类型。当创建类的对象时，构造函数会自动被调用。

构造函数可以在类内也可在类外定义。

构造函数在类内的定义格式如下：

        类名（参数列表）

        {        函数体;        }

在类外定义构造函数的形式如下：

        类名::类名（形参列表）

        {        函数体;        }

构造函数可以重载,即可以有多个构造函数，因为构造函数有参数列表，构造函数一般为公有权限public。

定义对象时，系统会自动调用构造函数。同时若无主动定义，系统会自动生成一个默认的构造函数，该默认构造函数无参数，也不对数据成员初始化，仅为对象分配存储空间。如果显式地为类定义了构造函数，系统将不再为类提供默认构造函数。

#include <iostream>
using namespace std;
class Rectangle {
private:
    double length;
    double width;

public:
    // 构造函数
    Rectangle(double l, double w) {
        length = l;
        width = w;
    }

    double getArea() {
        return length * width;
    }
};

int main() {
    // 创建 Rectangle 对象并调用构造函数进行初始化
    Rectangle rect(5.0, 3.0);
    cout << "Rectangle area: " << rect.getArea() << endl;
    return 0;
}

1.默认构造函数

1.1系统自动生成默认构造函数

它只负责为对象分配存储空间,而不对数据进行初始化，一般为随机值。

1.2自定义默认构造函数

（1）默认参数只能最上面给,不能多处给定(避免不一致)
（2）带默认值的参数必须在最右面。
（3）有默认参数时，注意避免重定义。
上面三点和普通带默认值的函数一样。

2.构造函数的重载

在 C++ 中，构造函数的重载是指在一个类中可以定义多个具有相同名称（类名）但参数列表不同的构造函数。通过构造函数重载，我们可以使用不同的方式来初始化对象，以满足不同的需求。

构造函数重载的规则

• 函数名相同：所有重载的构造函数的名称都必须与类名相同。
• 参数列表不同：参数列表的不同可以体现在参数的个数、类型或顺序上。
• 返回类型：构造函数没有返回类型，也不能使用void作为返回类型。

• #include <iostream>
  #include <string>
  using namespace std;
  class Student {
  private:
      string name;
      int age;
      double score;
  
  public:
      // 默认构造函数
      Student() {
          name = "Unknown";
          age = 0;
          score = 0.0;
          cout << "Default constructor called." << endl;
      }
  
      // 带一个参数的构造函数，只初始化姓名
      Student(const string& n) {
          name = n;
          age = 0;
          score = 0.0;
          cout << "Constructor with one parameter called." << endl;
      }
  
      // 带两个参数的构造函数，初始化姓名和年龄
      Student(const string& n, int a) {
          name = n;
          age = a;
          score = 0.0;
          cout << "Constructor with two parameters called." <<endl;
      }
  
      // 带三个参数的构造函数，初始化姓名、年龄和分数
      Student(const string& n, int a, double s) {
          name = n;
          age = a;
          score = s;
          cout << "Constructor with three parameters called." << endl;
      }
  
      // 显示学生信息的函数
      void displayInfo() {
          cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << ", Score: " << score << endl;
      }
  };
  
  int main() {
      // 使用默认构造函数创建对象
      Student s1;
      s1.displayInfo();
  
      // 使用带一个参数的构造函数创建对象
      Student s2("Alice");
      s2.displayInfo();
  
      // 使用带两个参数的构造函数创建对象
      Student s3("Bob", 20);
      s3.displayInfo();
  
      // 使用带三个参数的构造函数创建对象
      Student s4("Charlie", 22, 85.5);
      s4.displayInfo();
  
      return 0;
  }

3. 类定义时成员变量初始化

在C++11中允许在类定义时对成员变量初始化。

class A
{
    public:
        A(){ }
        void show()
        {
            cout << "m_a = " << m_a << endl;
            cout << "m_b = " << m_b << endl;
        }
    private:
        int m_a = 10;//类定义时初始化
        int m_b; //没有初始化
};

int main()
{
    A a;
    a.show();
    return 0;
}

如果在构造函数中也有赋值,以赋值的为准,这个就和普通变量一样,初始化的值会被后面的赋值覆盖。

4.构造函数与初始化列表

构造函数也可以采用构造初始化列表的方式对数据成员进行初始化。

Date::Date(int y,int m,int d):year(y),month(m),day(d)

{}

二、析构函数

当对象的生存期结束时，系统就会自动执行析构函数回收其数据成员所分配的内存空间。

析构函数的定义格式为：

～类名();//没有返回值,没有参数

（1）析构函数名是由“～”加类名组成的。
（2）析构函数没有参数、没有返回值，不能重载。
（3）一个类有且仅有一个析构函数，必须为public。
（4）在对象的生存期结束时，由系统自动调用析构函数。
（5）如果没有定义析构函数，系统会自动生成一个默认的析构函数。

面试题:在main之前可以执行别的函数吗?在main结束后可以执行别的函数吗?

在main函数之前执行函数

• 可以通过使用全局对象的构造函数来实现。在程序启动时，全局对象会在main函数之前被初始化，其构造函数中的代码会在main函数之前执行。

在main函数之后执行函数

• 对于 C++ ，全局对象的析构函数会在main函数结束后执行，因为全局对象的生命周期在程序结束时才结束，所以析构函数中的代码可以在main函数之后执行。

三、构造和析构的调用顺序

先构造的后析构，后构造的先析构

当然函数和析构函数调用时机和它的生命周期是密不可分的。

下面归纳一下什么时候调用构造函数和析构函数。
（1）全局对象(生命周期:程序运行时创建,程序结束时销毁)的构造函数在所有函数（包括main函数）执行之前调用。但如果一个程序中有多个文件，而不同的文件中都定义了全局对象，则这些对象的构造函数的执行顺序是不确定的。当main函数执行完毕或调用exit函数时（此时程序终止），调用其析构函数。
（2）局部对象（在函数内定义的对象,其生命周期是进入该函数创建,函数退出结束）在进入该函数建立对象时调用其构造函数。如果函数被多次调用，则在每次建立对象时都要调用构造函数。在函数调用结束时调用析构函数。
（3）如果在函数中定义了静态（static）局部对象(生命周期是第一次进入该函数创建,程序退出时销毁)，则只在程序第一次调用此函数建立对象时调用一次构造函数，在调用结束时对象并不被释放，因此也不调用析构函数，只在main函数结束或调用exit函数结束程序时，才调用析构函数。
（4）动态创建的对象,是调用new关键字创建函数时调用构造函数,调用delete函数销毁对象时调用析构函数。