21 C++ - 对象的构造和析构

1. 初始化和清理

我们大家在购买一台电脑或者手机，或者其他的产品，这些产品都有一个初始设置，也就是这些产品对被创建的时候会有一个基础属性值。那么随着我们使用手机和电脑的时间越来越久，那么电脑和手机会慢慢被我们手动创建很多文件数据，某一天我们不用手机或电脑了，那么我们应该将电脑或手机中我们增加的数据删除掉，保护自己的信息数据。

从这样的过程中，我们体会一下，所有的事物在起初的时候都应该有个初始状态，当这个事物完成其使命时，应该及时清除外界作用于上面的一些信息数据。

那么我们c++中OO思想也是来源于现实，是对现实事物的抽象模拟，具体来说，当我们创建对象的时候,这个对象应该有一个初始状态，当对象销毁之前应该销毁自己创建的一些数据。

对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题，一个对象或者变量没有初始时，对其使用后果是未知，同样的使用完一个变量，没有及时清理，也会造成一定的安全问题。c++为了给我们提供这种问题的解决方案，构造函数和析构函数，这两个函数将会被编译器自动调用，完成对象初始化和对象清理工作。

无论你是否喜欢，对象的初始化和清理工作是编译器强制我们要做的事情，即使你不提供初始化操作和清理操作，编译器也会给你增加默认的操作，只是这个默认初始化操作不会做任何事，所以编写类就应该顺便提供初始化函数。

为什么初始化操作是自动调用而不是手动调用？既然是必须操作，那么自动调用会更好，如果靠程序员自觉，那么就会存在遗漏初始化的情况出现。

2. 构造函数和析构函数

构造函数主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值，构造函数由编译器自动调用，无须手动调用。

析构函数主要用于对象销毁前系统自动调用，执行一些清理工作。

构造函数语法：

构造函数函数名和类名相同，没有返回值，不能有void，但可以有参数。

ClassName(){}

析构函数语法：

析构函数函数名是在类名前面加”~”组成,没有返回值，不能有void,不能有参数，不能重载。

~ClassName(){}

class Person{
public:
	Person(){
		cout << "构造函数调用!" << endl;
		pName = (char*)malloc(sizeof("John"));
		strcpy(pName, "John");
		mTall = 150;
		mMoney = 100;
	}
	~Person(){
		cout << "析构函数调用!" << endl;
		if (pName != NULL){
			free(pName);
			pName = NULL;
		}
	}
public:
	char* pName;
	int mTall;
	int mMoney;
};

void test(){
	Person person;
	cout << person.pName << person.mTall << person.mMoney << endl;
}

3.构造函数的分类及调用

按参数类型： 分为无参构造函数和有参构造函数

按类型分类： 普通构造函数和拷贝构造函数(复制构造函数)

class Person{
public:
	Person(){
		cout << "no param constructor!" << endl;
		mAge = 0;
	}
	//有参构造函数
	Person(int age){
		cout << "1 param constructor!" << endl;
		mAge = age;
	}
	//拷贝构造函数(复制构造函数) 使用另一个对象初始化本对象
	Person(const Person& person){
		cout << "copy constructor!" << endl;
		mAge = person.mAge;
	}
	//打印年龄
	void PrintPerson(){
		cout << "Age:" << mAge << endl;
	}
private:
	int mAge;
};
//1. 无参构造调用方式
void test01(){
	
	//调用无参构造函数
	Person person1; 
	person1.PrintPerson();

	//无参构造函数错误调用方式
	//Person person2();
	//person2.PrintPerson();
}
//2. 调用有参构造函数
void test02(){
	
	//第一种 括号法，最常用
	Person person01(100);
	person01.PrintPerson();

	//调用拷贝构造函数
	Person person02(person01);
	person02.PrintPerson();

	//第二种 匿名对象(显示调用构造函数)
	Person(200); //匿名对象，没有名字的对象

	Person person03 = Person(300);
	person03.PrintPerson();

	//注意: 使用匿名对象初始化判断调用哪一个构造函数，要看匿名对象的参数类型
	Person person06(Person(400)); //等价于 Person person06 = Person(400);
	person06.PrintPerson();

	//第三种 =号法 隐式转换
	Person person04 = 100; //Person person04 =  Person(100)
	person04.PrintPerson();

	//调用拷贝构造
	Person person05 = person04; //Person person05 =  Person(person04)
	person05.PrintPerson();
}

b为A的实例化对象,A a = A(b) 和 A(b)的区别？

当A(b) 有变量来接的时候，那么编译器认为他是一个匿名对象，当没有变量来接的时候，编译器认为你A(b) 等价于 A b.

注意:不能调用拷贝构造函数去初始化匿名对象,也就是说以下代码不正确:

class Teacher{
public:
	Teacher(){
		cout << "默认构造函数!" << endl;
	}
	Teacher(const Teacher& teacher){
		cout << "拷贝构造函数!" << endl;
	}
public:
	int mAge;
};
void test(){
	
	Teacher t1;
	//error C2086:“Teacher t1”: 重定义
	Teacher(t1);  //此时等价于 Teacher t1;
}

4. 拷贝构造函数的调用时机

• 对象以值传递的方式传给函数参数

• 函数局部对象以值传递的方式从函数返回(vs debug模式下调用一次拷贝构造，qt不调用任何构造)

• 用一个对象初始化另一个对象

class Person{
public:
	Person(){
		cout << "no param contructor!" << endl;
		mAge = 10;
	}
	Person(int age){
		cout << "param constructor!" << endl;
		mAge = age;
	}
	Person(const Person& person){
		cout << "copy constructor!" << endl;
		mAge = person.mAge;
	}
	~Person(){
		cout << "destructor!" << endl;
	}
public:
	int mAge;
};
//1. 旧对象初始化新对象
void test01(){

	Person p(10);
	Person p1(p);
	Person p2 = Person(p);
	Person p3 = p; // 相当于Person p2 = Person(p);
}

//2. 传递的参数是普通对象，函数参数也是普通对象，传递将会调用拷贝构造
void doBussiness(Person p){}

void test02(){
	Person p(10);
	doBussiness(p);
}

//3. 函数返回局部对象
Person MyBusiness(){
	Person p(10);
	cout << "局部p:" << (int*)&p << endl;
	return p;
}
void test03(){
	//vs release、qt下没有调用拷贝构造函数
	//vs debug下调用一次拷贝构造函数
	Person p = MyBusiness();
	cout << "局部p:" << (int*)&p << endl;
}

Test03结果说明:

编译器存在一种对返回值的优化技术,RVO(Return Value Optimization).在vs debug模式下并没有进行这种优化，所以函数MyBusiness中创建p对象，调用了一次构造函数，当编译器发现你要返回这个局部的对象时，编译器通过调用拷贝构造生成一个临时Person对象返回，然后调用p的析构函数。

我们从常理来分析的话，这个匿名对象和这个局部的p对象是相同的两个对象，那么如果能直接返回p对象，就会省去一个拷贝构造和一个析构函数的开销，在程序中一个对象的拷贝也是非常耗时的，如果减少这种拷贝和析构的次数，那么从另一个角度来说，也是编译器对程序执行效率上进行了优化。

所以在这里，编译器偷偷帮我们做了一层优化：

• 当我们这样去调用: Person p = MyBusiness();
• 编译器偷偷将我们的代码更改为:

 void MyBussiness(Person& _result){
       _result.X:X(); //调用Person默认拷贝构造函数
       //.....对_result进行处理
       return;
   }
int main(){
   Person p; //这里只分配空间，不初始化
   MyBussiness(p);
}

5. 构造函数调用规则

默认情况下，c++编译器至少为我们写的类增加3个函数

1. 默认构造函数(无参，函数体为空)
2. 默认析构函数(无参，函数体为空)
3. 默认拷贝构造函数，对类中非静态成员属性简单值拷贝

如果用户定义拷贝构造函数，c++不会再提供任何默认构造函数

如果用户定义了普通构造(非拷贝)，c++不在提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造