《新标准C++程序设计》3.1.1-3.1.3（C++学习笔记5）
构造函数
1、构造函数的概念和作用
（1）概念
构造函数就是一类特殊的成员函数，其名字和类一样，不写返回值类型（void也不可以写），可以有参数，可以重载。
如果定义类时没写构造函数，则编译器生成一个默认的无参的构造函数 ，默认构造函数无参数，不做任何操作。如果定义了构造函数，则编译器不生成默认的无参数的构造函数
注意：
一个类可以有多个构造函数。
对象生成时构造函数自动被调用。对象一旦生成，就再也不能在其上执行构造函数 。
程序示例分析：
①默认构造函数
class Complex { private: double real, imag; //实部和虚部 public: void Set(double r, double i);//设置实部和虚部 };
编译器自动生成默认构造函数
Complex c; //c用无参构造函数初始化 Complex* p = new Complex; //对象*p用无参构造函数初始化
②自己编写构造函数
class Complex { private: double real, imag; public: Complex(double r, double i = 0); //第二个参数的默认值为0 }; Complex::Complex(double r, double i) { real = r; imag = i; }
以下语句有些能通过编译，有些则不行：
Complex c1; //错，Complex类没有无参构造函数（默认构造函数） Complex* pc = new Complex; //错，Complex类没有默认构造函数 Complex c2(2); //正确，相当于Complex c2(2,0) Complex c3(2, 4), c4(3, 5); //正确 Complex* pc2 = new Complex(3, 4);//正确
③有多个构造函数
class Complex { private: double real, imag; public: Complex(double r); Complex(double r, double i); Complex(Complex c1, Complex c2); }; Complex::Complex(double r) //构造函数1 { real = r; imag = 0; } Complex::Complex(double r, double i) //构造函数2 { real = r; imag = i; } Complex::Complex(Complex c1, Complex c2)//构造函数3 { real = c1.real + c2.real; imag = c1.imag + c2.imag; } int main() { Complex c1(3), c2(1, 2), c3(c1, c2), c4 = 7; return 0; }
c1用构造函数1，初始化结果是：c1.real=3,c1.imag=0(或c1={3,0})
c2用构造函数2，初始化结果是：c2.real=1,c2.imag=2(或c1={1,2})
c3用构造函数3，初始化结果是：c3.real=4,c3.imag=2(或c1={4,2})
c4用构造函数4，初始化结果是：c4.real=7,c4.imag=0(或c1={7,0})
（2）作用
对对象进行初始化，如给成员变量赋初值
（3）为什么需要构造函数
① 构造函数执行必要的初始化工作，有了构造函数，就不 必专门再写初始化函数，也不用担心忘记调用初始化函数。
② 有时对象没被初始化就使用，会导致程序出错。
2、构造函数在数组中的使用
程序示例分析：
（1）
1.#include<iostream> 2.using namespace std; 3.class CSample { 4.public: 5. CSample()//构造函数1{ 6. cout << "Constructor 1 Called" << endl; 7. } 8. CSample()//构造函数2{ 9. cout << "Constructor 2 Called" << endl; 10. } 11.}; 12.int main(){ 13. CSample array1[2]; 14. cout << "step1" << endl; 15. CSample array2[2] = { 4,5 }; 16. cout << "step2" << endl; 17. CSample array3[2] = { 3 }; 18. cout << "step3" << endl; 19. CSample* array4 = new CSample[2]; 20. delete[]array4; 21. return 0; 22.}
输出结果：
Constructor 1 Called Constructor 1 Called step1 Constructor 2 Called Constructor 2 Called step2 Constructor 2 Called Constructor 1 Called step3 Constructor 1 Called Constructor 1 Called
分析：
第13行的array1数组中的两个元素没有明确指明如何初始化，要用无参构造函数初始化，因此输出两行Constructor 1 Called
第15行的array2数组进行了初始化，初始化列表{4，5}可以看作用来初始化两个数组元素的参数，所以array2[0]以4为参数，调用构造函数2进行初始化；array2[1]以5为参数，调用构造函数2进行初始化。这导致输出两行Constructor 2 Called
第17行的array3只指出了array3[0]的初始化方式，没有指出array3[1]的初始化方式，因此它们分别用构造函数2和构造函数1进行初始化
第19行动态分配了一个CSample数组，其中有两个元素，没有指出和参数有关信息，因此两个元素都用无参构造函数初始化
（2）在构造函数有多个参数时，数组的初始化列表中要显示包含对构造函数的调用
class CTest { public: CTest(int n){} //构造函数1 CTest(int n, int m) {} //构造函数2 CTest(){} //构造函数3 }; int main() { CTest array1[3] = { 1,CTest(1,2) }; //三个元素分别用构造函数1，2，3初始化 CTest array2[3] = { CTest(2,3),CTest(1,2),1 }; //三个元素分别用构造函数2，2，1初始化 CTest* pArray[3] = { new CTest(4),new CTest(1,2) };//两个元素指向的对象分别用构造函数1，2初始化 return 0; }
3、复制构造函数的概念
只有一个参数,即对同类对象的引用。
形如 X::X( X& )或X::X(const X &), 二者选一 ，后者能以常量对象作为参数，适用范围更广一些
如果没有定义复制构造函数，那么编译器生成默认复制构造函数。默认的复制构造函数完成复制功能。
注意：不允许有形如 X::X( X )的构造函数
程序示例分析：
（1）默认复制构造函数
#include<iostream> using namespace std; class Complex { public: double real, imag; Complex(double r, double i) { real = r; imag = i; } }; int main() { Complex c1(1, 2); Complex c2(c1); //用复制构造函数初始化c2 cout << c2.real << "," << c2.imag; //输出1，2 return 0; }
（2）非默认复制构造函数
#include<iostream> using namespace std; class Complex { public: double real, imag; Complex(double r, double i) { real = r; imag = i; } Complex(const Complex& c) //复制默认构造函数 { real = c.real; imag = c.imag; cout << "Copy Constructor called" << endl; } }; int main() { Complex c1(1, 2); Complex c2(c1); //调用复制构造函数 cout << c2.real << "," << c2.imag; return 0; }
4、复制构造函数被调用（起作用）的三种情况
①当用一个对象去初始化同类的另一个对象时。
Complex c2(c1);
Complex c2=c1;
这两条语句是等价的。第二条语句是初始化语句，不是赋值语句。
赋值语句的等号左边是一个早已有定义的变量，赋值语句不会引发复制构造函数的调用
Complex c1,c2;
c1=c2;
②如果某函数有一个参数是类A 的对象， 那么该函数被调用时，类A的复制构造函数将被调用。
换句话说，作为形参的对象，是用复制构造函数初始化的，而且调用复制构造函数时的参数，就是调用函数时所给的实参。
#include<iostream> using namespace std; class A { public: A() {}; A(A& a) //复制构造函数 { cout << "Copy constructor called" << endl; } }; void Func(A a){} int main() { A a; Func(a); return 0; }
以对象作为函数的形参，在函数被调用时，生成的形参要用复制构造函数初始化，这会带来时间上的开销。如果用对象的引用而不是对象作为形参，就没有这个问题了。但是以引用作为形参有一定的风险，因为这种情况下如果形参的值发生改变，实参的值也会跟着改变。如果要确保实参的值不会改变，又希望避免复制构造函数带来的开销，解决办法就是将形参声明为对象的const引用。
void Function(const Complex &c) { ··· }
③如果函数的返回值是类A的对象时，则函数返回时， A的复制构造函数被调用
换言之，作为函数返回值的对象是用复制构造函数初始化的，而调用复制构造函数是的实参，就是return语句所返回的对象。
#include<iostream> using namespace std; class A { public: int v; A(int n) { v = n; }; A(const A& a) { v = a.v; cout << "Copy constructor called" << endl; } A() {}; A(A& a) //复制构造函数 { cout << "Copy constructor called" << endl; } }; A Func() { A a(4); return a; } int main() { cout << Func().v << endl; return 0; }
5、常量引用参数的使用
void fun(CMyclass obj_) { cout << "fun" << endl; }
这样的函数，调用时生成形参会引发复制构造函数调用，开销比较大。
所以可以考虑使用 CMyclass & 引用类型作为参数。
如果希望确保实参的值在函数中不应被改变，那么可以加上const 关键字
void fun(const CMyclass &obj) { //函数中任何试图改变obj值的语句都将是变成非法 }
