9.C++-对象的构造函数(详解)
大家都定义struct或class时,不能给成员直接赋值,那么对象中成员变量的初始值是多少?
对于局部对象变量而言,其成员是个随机值,因为该变量是被分配在栈上,对于其它局部变量也是这样.
对于全局对象变量而言,其成员都为0,因为该变量是被分配在静态存储区上,对于const修饰就是分配在只读静态存储区上.
对于使用malloc分配的对象变量而言,其成员是个随机值,因为用户分配的地址是存在堆上
对于使用new分配的对象变量而言,其成员也为随机,因为用户分配的地址是存在堆上
所以:
- 在栈上创建对象时,成员变量为随机值
- 在堆上创建对象时,成员变量初始为随机值
- 在静态存储区创建对象时,成员变量初始为0
构造函数
一般而言,对象创建时都会需要一个确定的初始状态
所以在C++中,引入了一个特殊函数-构造函数
- 构造函数的名字必须与类名相同
- 构造函数可以带参数,但是没有任何返回类型的声明,
- 构造函数在创建对象时,会被自动调用
参考下面示例:
class Test { private: int i; int j; public: int getI() { return i; } int getJ() { return j; } Test() //构造函数 { i = 1; j = 2; } }; Test t; //创建全局对象t,并自动调用Test()来初始化 i=1 j=2
多个重载的构造函数
由于构造函数可以带参数,所以一个类可以存在多个重载的构造函数
例如:
class Test { public: Test(){ } Test(int i){ } Test(int i,float t){ } };
多个重载构造函数的调用
在之前小节,分析到构造函数是用来初始化对象的.如果有多个重载的构造函数,又如何来调用呢？
参考下面示例:
#include <stdio.h> class Test { private: int m_val; public : Test() { m_val=0; printf("Test() \n"); } Test(int i) { m_val=i; printf("Test(int i) i=%d \n",i); } Test(float t,int i) { m_val=i; printf("Test(float t,int i) t=%f i=%d\n",t,i); } }; int main() { Test t1; //调用Test()初始化 Test t2(2); //调用Test(int i) 初始化 Test t4=1; //调用Test(int i) 初始化 Test t3(1.5f,2); //调用Test(float t,int i) 初始化 Test t4=Test(3,4); //调用Test(3,4)返回一个临时对象,然后通过拷贝构造函数来初始化t4 t1=t4; //赋值操作,所以不会调用Test()初始化 return 0; }
为什么使用Test t4=1 能调用Test (4)?
当构造函数的参数只有一个时,并且参数是其它类型,该构造函数便称为转换构造函数
所以编译Test t4=1时,编译器会通过1来查找哪个构造函数的参数满足它,若没找到则编译报错.
同样在C++中,也可以通过()来初始化变量,比如:
int i(100); //转换为 int i=100;
对象数组之手工调用构造函数
还是以上个Test类为例:
Test Tarray[3]={ Test(),Test(1), Test(2)}; //初始化对象数组里的m_val值分别为0,1,2;
从上面可以看出,一个构造函数其实是有返回值的,返回的是一个临时对象,然后赋值给Tarray[]数组里。
这个临时对象仅仅在调用时有效,执行下个代码时,就会被注销。
临时对象在后面第11章会讲到:11.C++-临时对象分析
特殊的构造函数
-无参数构造函数
当类中没有定义构造函数时,编译器会默认提供一个函数体为空的无参构造函数,
-拷贝构造函数 (参数为: const class_name&)
当类中没有定义拷贝构造函数时,编译器会默认提供一个拷贝构造函数,简单的进行成员变量的复制
1.接下来证明无参构造函数的存在,参考下面出错的示例
#include <stdio.h> class Test { private: int m_val; public : int getm(void) { return m_val; } Test(int val) { m_val=val; } }; int main() { Test t1; return 0; }
编译时, 报错:
test.cpp:21: error: no matching function for call to ‘Test::Test()’
提示说, 定义Test t1时,没有没匹配到Test()无参构造函数.
这是因为我们提供了构造函数,所以编译器就不再提供无参构造函数了,从而编译报错。
也可以将上面的Test(int val)改为:
Test(int val=0) { m_val=val; }
这样,就相当于提供了两个函数: Test(int val), Test().
当我们调用Test(1)时,则val=1.
当我们调用Test()时,则val=0.
这是C++新加的特性,在C里是没有该功能
2.接下来来证明拷贝构造函数的存在,参考下面示例
#include <stdio.h> class Test { private: int m_val; public : int getm(void) { return m_val; } // Test() // { // } // Test(const Test& t) //定义一个拷贝构造函数 // { // printf("set m_val=%d\n",t.m_val); // m_val= t.m_val; // } }; int main() { Test t1; //调用Test()初始化 Test t2=t1; printf("t1.m_val=%d t2.m_val=%d \n",t1.getm(),t2.getm()); return 0; }
运行打印:
t1.m_val=-1078151848 t2.m_val=-1078151848
可以发现打印的数据t1.m_val和t2.m_val的值是一摸一样的,这是因为执行Test t2=t1;时,由于Test类里没有提供拷贝构造函数,所以编译器提供了一个拷贝构造函数。
我们取消上面示例的屏蔽,使用自定义的拷贝构造函数:
运行打印:
set m_val=-1076378568 t1.m_val=-1076378568 t2.m_val=-1076378568
从打印的数据上看到,执行Test t2=t1; 时,明显调用了我们自定义的Test::Test(const Test& t)拷贝函数.
所以当类中没有定义拷贝构造函数时,编译器会默认提供一个拷贝构造函数,进行简单的成员变量拷贝.
深入理解拷贝构造函数
拷贝构造函数分为两种:
-浅拷贝(编译器提供的)
拷贝后对象的物理状态相同
-深拷贝(指自己定义的)
拷贝后对象的逻辑状态相同
接下来看浅拷贝和深拷贝的区别,参考下面示例:
#include <stdio.h> class Test { private: int m_val; int *p; public : int getm() { return m_val; } int* getp() { return p; } void free() { delete p; } Test(int i) {
delete p; p= new int(i); m_val=0; } // Test(const Test& obj) // { // p=new int; // // m_val=t.m_val; // *p=*obj.p; // } }; int main() { Test t1(2); //调用Test(int i)初始化 Test t2=t1; //调用编译器提供的拷贝构造函数,进行浅拷贝 printf("t1.m_val=%d t1.p=%p *t1.p=%d\n",t1.getm(),t1.getp(),*t1.getp()); printf("t2.m_val=%d t2.p=%p *t2.p=%d\n",t2.getm(),t2.getp(),*t2.getp());
t1.free(); t2.free(); return 0; }
运行打印:
t1.m_val=0 t1.p=0x9fd1008 *t1.p=2 t2.m_val=0 t2.p=0x9fd1008 *t2.p=2 *** glibc detected *** ./a.out: double free or corruption (fasttop): 0x09fd1008 ***
从打印结果看出,进行浅拷贝时,两个对象的成员指针都指向同一个地址0x9fd1008,可以发现当我们释放了t1对象的成员指针后,就不能继续使用t2对象的成员指针了.
接下来,我们取消上面示例的屏蔽,使用深拷贝,便能解决这类问题了.
那么什么时候需要进行深拷贝?
-当对象成员有指针时
-当对象成员需要打开文件时
-需要链接数据库时
总结:
既然,浅拷贝可以实现成员变量拷贝,所以,只要自定义拷贝构造函数,必然里面会实现深拷贝.
下章继续学习:10.C++-构造函数初始化列表、对象构造顺序、析构函数
人间有真情，人间有真爱。
