高质量C/C++编程指南总结（九）—— 类的构造、析构与赋值函数

1. 引入

每个类只有一个析构函数和一个赋值函数，但可以有多个构造函数（包含一个拷贝构造函数，其它的称为普通构造函数）。对于任意一个类 A，如果不想编写上述函数，C++编译器将自动为 A 产生四个缺省的函数，如

A(void); // 缺省的无参数构造函数
A(const A &a); // 缺省的拷贝构造函数
~A(void); // 缺省的析构函数
A & operate =(const A &a);// 缺省的赋值函数

“缺省的拷贝构造函数”和“缺省的赋值函数”均采用“位拷贝”而非“值拷贝”的方式来实现，倘若类中含有指针变量，这两个函数注定将出错。

String 的结构：

class String
{
public:
    String(const char *str = NULL); // 普通构造函数
    String(const String &other); // 拷贝构造函数
    ~ String(void); // 析构函数
    String & operate =(const String &other); // 赋值函数
private:
    char *m_data; // 用于保存字符串
};

2. 构造函数的初始化表

初始化表位于函数参数表之后，却在函数体 {} 之前。这说明该表里的初始化工作发生在函数体内的任何代码被执行之前。

构造函数初始化表的使用规则：

• 如果类存在继承关系，派生类必须在其初始化表里调用基类的构造函数。如：

class A
{
    …
    A(int x); // A 的构造函数
};

class B : public A
{
    …
    B(int x, int y);// B 的构造函数
};

B::B(int x, int y): A(x) // 在初始化表里调用 A 的构造函数
{
    …
}

• 类的 const 常量只能在初始化表里被初始化，因为它不能在函数体内用赋值的方式来初始化。
  
• 类的数据成员的初始化可以采用初始化表或函数体内赋值两种方式，这两种方式的效率不完全相同。
  • 非内部数据类型的成员对象应当采用第一种方式初始化，以获取更高的效率。
    如下：类 B 的构造函数在函数体内用赋值的方式将成员对象 m_a 初始化。我们看到的只是一条赋值语句，但实际上 B 的构造函数干了两件事：先暗地里创建 m_a对象（调用了 A 的无参数构造函数），再调用类 A 的赋值函数，将参数 a 赋给 m_a。

B::B(const A &a)
: m_a(a)
{
    …
}

B::B(const A &a)
{
    m_a = a;
    …
}

• • 对于内部数据类型的数据成员而言，两种初始化方式的效率几乎没有区别，但后者的程序版式似乎更清晰些。

3. 构造和析构的顺序

• 构造从类层次的最根处开始，在每一层中，首先调用基类的构造函数，然后调用成员对象的构造函数。析构则严格按照与构造相反的次序执行，该次序是唯一的，否则编译器将无法自动执行析构过程。
• 成员对象初始化的次序完全不受它们在初始化表中次序的影响，只由成员对象在类中声明的次序决定。这是因为类的声明是唯一的，而类的构造函数可以有多个，因此会有多个不同次序的初始化表。如果成员对象按照初始化表的次序进行构造，这将导致析构函数无法得到唯一的逆序。

4. 拷贝构造与赋值函数

拷贝构造函数只能被已经存在了的对象调用。要注意区分调用的是拷贝构造函数还是赋值函数。

String a(“hello”);
String b(“world”);
String c = a; // 调用了拷贝构造函数，最好写成 c(a);
c = b; // 调用了赋值函数

 

5. 如何在派生类中实现类的基本函数

• 派生类的构造函数应在其初始化表里调用基类的构造函数。
  
• 基类与派生类的析构函数应该为虚（即加 virtual 关键字）。
  
• 在编写派生类的赋值函数时，注意不要忘记对基类的数据成员重新赋值。