篇幅过长会影响心情,紧接前一节, C++进阶学习一去不复返系列:类和对象(一) <= 传送门 。
类构造函数 & 析构函数
构造函数
类的构造函数是类的一种特殊的成员函数,它会在每次创建类的新对象时执行。
构造函数的名称与类的名称是完全相同的,并且不会返回任何类型,也不会返回 void。构造函数可用于为某些成员变量设置初始值。
默认的构造函数没有任何参数,但如果需要,构造函数也可以带有参数。这样在创建对象时就会给对象赋初始值。
class Line
{
public:
void setLength( double len );
double getLength( void );
Line(double len); // 这是构造函数:没有返回值,也没有void,与类同名的成员函数。
private:
double length;
};
//构造函数定义
Line::Line( double len)
{
cout << "Object is being created, length = " << len << endl;
length = len;
}
使用初始化列表来初始化字段
初始化列表对析构函数参数列表进行初始化。一个类具有多个字段 需要进行初始化,可以使用初始化列表,在不同的字段之间使用逗号进行分隔:
Line::Line( double len, double wid): length(len),width(wid)
{
cout << "Object is being created, length = " << len << endl;
cout << ",width = " << wid << endl;
}
类的析构函数
类的析构函数是类的一种特殊的成员函数,它会在每次删除所创建的对象时执行。析构函数的名称与类的名称是完全相同的,为与构造函数区别,析构函数名称前加上波浪号(~)作为前缀,它不会返回任何值,也不能带有任何参数。析构函数有助于在跳出程序(比如关闭文件、释放内存等)前释放资源。
class Line
{
public:
void setLength( double len );
double getLength( void );
Line(); // 这是构造函数声明
~Line(); // 这是析构函数声明
private:
double length;
};
//析构函数定义
Line::~Line(void)
{
cout << "Object is being deleted" << endl;
}
拷贝构造函数
拷贝构造函数是一种特殊的构造函数,它在创建对象时,是使用同一类中之前创建的对象来初始化新创建的对象。拷贝构造函数通常用于:
-
通过使用另一个同类型的对象来初始化新创建的对象。
-
复制对象,对象以值传递的方式传入函数参数
-
复制对象,对象以值传递的方式从函数返回。
如果在类中没有定义拷贝构造函数,编译器会自行定义一个。如果类带有指针变量,并有动态内存分配,则它必须有一个拷贝构造函数。拷贝构造函数的最常见形式如下:
className (const className &obj) {
// 构造函数的主体
}
在这里,obj 是一个对象引用,该对象是用于初始化另一个对象的。
class Line
{
public:
int getLength( void );
Line( int len ); // 简单的构造函数
//obj对象地址引用
Line( const Line &obj); // 拷贝构造函数
~Line(); // 析构函数
private:
int *ptr;
};
// 成员函数定义,包括构造函数
Line::Line(int len)
{
cout << "调用构造函数" << endl;
// 为指针分配int 大小的内存
ptr = new int;
//ptr是地址,*ptr是该地址的值,让*ptr = len
*ptr = len;
}
Line::Line(const Line &obj)
{
cout << "调用拷贝构造函数并为指针 ptr 分配内存" << endl;
ptr = new int;
//.的运算级别高于*
*ptr = *obj.ptr; //拷贝值
}
Line::~Line(void)
{
cout << "释放内存" << endl;
delete ptr;
}
int Line::getLength( void ){
return *ptr;
}
void display(Line obj){
cout << "line 大小 : " << obj.getLength() <<endl;
}
// 程序的主函数
int main( )
{
Line line1(10);
/*Line line(10);
display(line); */
Line line2 = line1; // 这里也调用了拷贝构造函数
display(line1);
display(line2);
//display(line);
return 0;
}
对象作为形参
class CExample
{
private:
int a;
public:
//构造函数
CExample(int b){
a = b;
cout << "creat: " << a << endl;
}
//拷贝构造
CExample(const CExample &C){
a = C.a;
cout << "copy" << endl;
}
//析构函数
~CExample(){
cout<< "delete: "<<a<<endl;
}
void Show(){
cout << a << endl;
}
};
//全局函数,传入的是对象
void g_Fun(CExample C){
cout << "test" << endl;
}
int main()
{
//创建test对象
CExample test(1);
//传入test对象
g_Fun(test);
return 0;
}
调用g_Fun()时,会产生以下几个重要步骤:
- test对象传入形参时,会先会产生一个临时变量C
- 然后调用拷贝构造函数把 test 对象的值给C。
- 等g_Fun()执行完后, 析构掉 C 对象。
C++支持两种初始化形式:
A x(2); //直接初始化,调用构造函数 类似int a(5); 其中A是类
A y = x; //拷贝初始化,调用拷贝构造函数,类似int a = 5; 其中A是类
友元函数
类的友元函数是定义在类外部,声明在类内部,但有权访问类的所有私有(private)成员和保护(protected)成员。尽管友元函数的原型有在类的定义中出现过,但是友元函数并不是成员函数。
友元可以是一个函数,该函数被称为友元函数;友元也可以是一个类,该类被称为友元类,在这种情况下,整个类及其所有成员都是友元。
声明函数为一个类的友元,需要在类的定义中该函数原型(函数声明)前使用关键字 friend:
class A{
public:
friend void friendFunc();
}
friend void printWidth( Box box );
声明 B 类的所有成员函数作为 A 类的友元,需要在 A 类 的定义中放置如下声明:
friend class B;
内联函数
内联函数在编译时,编译器会把该函数的代码副本放置在每个调用该函数的地方。
对内联函数进行任何修改,都需要重新编译函数的所有客户端,因为编译器需要重新更换一次所有的代码,否则将会继续使用旧的函数。
内联函数关键字为inline,同时在类定义中的定义的函数都是内联函数(非类中内联函数必须关键字 inline),即使没有使用 inline 说明符。在第一次调用内联函数之前必须对其进行定义。
this 指针
在 C++ 中,this 指针指向对象自己的地址,this 指针是所有成员函数(友元函数不是成员函数,没有this指针)的隐含参数。因此,在成员函数内部,this 可用来指向调用该成员函数的对象。
this 是一个常量指针,因此,不允许改变 this 中保存的地址。
#include <iostream>
using namespace std;
class Box{
public:
Box(){;}
~Box(){;}
Box* get_address() //得到this的地址
{
return this;
}
};
int main()
{
Box box;
// Box* 定义指针p接受对象box的get_address()成员函数的返回值
Box* p = box.get_address();
cout << p << endl;
return 0;
}
指向类的指针
一个指向 C++ 类的指针的成员的访问,需要使用成员访问运算符 ->(直接通过类对象访问成员是使用成员运输算符(.)),并且在使用指针之前,对指针进行初始化:
#include <iostream>
using namespace std;
class Box
{
public:
// 构造函数定义
Box(double l=2.0, double b=2.0, double h=2.0){
cout <<"Constructor called." << endl;
length = l;
breadth = b;
height = h;
}
double Volume(){
return length * breadth * height;
}
private:
double length; // Length of a box
double breadth; // Breadth of a box
double height; // Height of a box
};
int main(void)
{
Box Box1(3.3, 1.2, 1.5); // Declare box1
Box *ptrBox; // Declare pointer to a class.
// 保存对象的地址
ptrBox = &Box1;
// 现在尝试使用成员访问运算符来访问成员
cout << "Volume of Box1: " << ptrBox->Volume() << endl;
return 0;
}
类的静态成员
静态成员数据
静态成员是static 修饰的类成员,而且无论创建多少个类的对象,静态成员都只有一个副本。
静态成员在类的所有对象中是共享的。如果不存在其他的初始化语句,在创建第一个对象时,所有的静态数据都会被初始化为零。
静态成员的初始化不能放置在类的定义中,但是可以在类的外部使用范围解析运算符 :: 来重新声明静态变量并初始化:
class Box
{
public:
static int objectCount;
// 构造函数定义
Box(double l=2.0, double b=2.0, double h=2.0)
{
cout <<"Constructor called." << endl;
length = l;
breadth = b;
height = h;
// 每次创建对象时增加 1
objectCount++;
}
double Volume()
{
return length * breadth * height;
}
private:
double length; // 长度
double breadth; // 宽度
double height; // 高度
};
// 初始化类 Box 的静态成员
int Box::objectCount = 0;
静态成员函数
静态成员函数与类的任何特定对象独立。静态成员函数即使在类对象不存在的情况下也能被调用,静态成员函数只要使用类名加范围解析运算符 :: 就可以访问。
静态成员函数只能访问静态成员数据、其他静态成员函数和类外部的其他函数。
静态成员函数与普通成员函数的区别:
- 静态成员函数没有 this 指针,只能访问静态成员(包括静态成员变量和静态成员函数),可以使用静态成员函数来判断类的某些对象是否已被创建。。
- 普通成员函数有 this 指针,可以访问类中的任意成员;而静态成员函数没有 this 指针。