第七讲构造函数与析构函数.docx
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第七讲构造函数与析构函数
第七讲：
构造函数与析构函数
本讲基本要求
*掌握：
构造和析构函数概念、初始化、作用。
*理解：
构造构函的重载;带参数的构造函数两种表达格式。
重点、难点
*构造和析构函数概念、初始化、作用。
通过前两章的学习，我们已经对类和对象有了初步的了解。
在本章中将对类和对象进行进一步的讨论。
在这一章中将会遇到一些稍为复杂的概念,请同学们多用心学，是C++的基础，也是面象对象编程的基础。
一、构造函数
1、对象的初始化（问题的提出）
根据第二章我们用C++程序设计语言对我们日常生活中时间这一问题做了如下的描述。
如：
classTime
{public：
//声明为公用成员
inthour；//声明了三个公用数据成员
intminute；
intsec；
}；
说明二点：
（1）类是处理问题（对象）的抽象，类的定义以满足解决问题的实际需要为原则，越简练越好。
（2）本题是以描述时间为基本要求，所以类体中只定义小时、分钟、秒三个数据成员,成员的命名应符合C++变量命名要求。
。
根据上面定义的类可派生出对象t1。
Timet1;
问题的提出：
由于t1是Time类定义的实体，将在内存中标识出与类数据成员（不包含静态数据成员）相同的固定大小的空间，由于是标识未对其进行数据操作读写操作，所以新开辟空间内存贮的数据是未知的，由可能给程序带来致命的错误。
根据以前所学知识可提出以下解决方案：
（1）类似C结构体的数据的初始化，在定义对象时给初始值。
Timet1={9，55，00}；//在一个花括号内顺序列出各公用数据成员的值，两个值之间用逗号分隔将tl初始化为9：
55：
00
如果数据成员是私有的，或者类中有private或protected的成员，就不能用这种方法初始化。
（2）类的数据成员是不能在声明类时初始化的。
下面的写法是错误的：
classTime
{inthour=0；//不能在类定义中对数据成员初始化
intminute=0；
intsec=0；
}；
因为类并不是一个实体，而是一种抽象类型，并不占存储空间，显然无处容纳数据。
（3）用成员函数来对对象中的数据成员赋初值的（例如上章中3中的set_time函数）。
用户在主函数中调用set_time函数来为数据成员赋值。
如果对一个类定义了多个对象，而且类中的数据成员比较多，那么，程序就显得非常臃肿烦琐，这样的程序哪里还有质量和效率?
2、构造函数（解决方案）
为了较好的解决这一问题，在面向对象程序设计中提出了定义对象的构造函数解决这一问题。
（1）构造函数的作用
面象对象的编程提供了构造函数（constructor）来处理对象的初始化。
说明：
构造函数的概念由面象对象的编程提出，适用于各类面向对象的编程语言中：
如C++、java、C#等，但描述稍有差异，功能特点基本相同。
（2）构造函数的特点：
*①构造函数是一种特殊的成员函数，与其他成员函数不同，不需要用户来调用它，而是在建立对象时自动执行。
*②构造函数的名字必须与类名同名，而不能由用户任意命名，以便编译系统能识别它并把它作为构造函数处理。
*③它不具有任何类型，不返回任何值。
④构造函数的功能是由用户定义的，用户根据初始化的要求设计函数体和函数参数。
*⑤如果用户未定义，由系统自动产生一个，函数体为空。
3、常见构造函数分类
（1）默认构造函数格式：
类名（）
{ 类数据成员的初始化定义 }
例:
Time（）{hour=0；minute=0；sec=0；}
（2）用于初始化的构造函数:
（带参数的构造函数）
定义格式1：
构造函数名（类型1 形参1，类型2 形参2，…）
{ }
例:
Time（inth,intm,ints）{inthour=h；intminute=m；intsec=s}
定义格式2:
类名（型参列表）：
数据成员（型参）列表{}
例:
Time（inth,intm,ints）:
hour（h）,minute（m）,sec（s）{}
说明：
本教材共描述了五种构造函数（将来该要介绍用于复制对象、用于转换和用于继承的构造函数）,以后将随着内容的深入逐步介绍.
4、举例说明
例1在例2．3的基础上定义构造成员函数。
#include
usingnamespacestd;
classTime
{public:
//公有数据成员,一般情况下定义类中的公有接口
Time（） //定义构造成员函数，函数名与类名相同
{ hour=0;//Time类中数据成员进行初始化（不包括静态数据成员）
minute=0;
sec=0;
}
voidset_time（）; //函数声明
voidshow_time（）;
private:
//私有数据成员
inthour;
intminute;
intsec;
};
voidTime:
:
set_time（）//定义成员函数，向数据成员赋值
{cin>>hour;
cin>>minute;
cin>>sec;
}
voidTime:
:
show_time（）//定义成员函数，输出数据成员的值
{cout<"<"< intmain（）
{Timet1; //调用无参数构造函数时不准加括号
t1.set_time（）; //调用无参数的函数时一定加括号
t1.show_time（）;
Timet2;
t2.show_time（）;
return0;
}
程序运行的情况为：
102554／ （从键盘输入新值赋给t1的数据成员）
l0：
25：
54 （输出t1的时、分、秒值）
0：
0：
0 （输出t2的时、分、秒值）
使用说明：
（1）构造函数一般声明为public,在类对象进入其作用域时调用构造函数。
（2）构造函数没有返回值。
因此也不需要在定义构造函数时声明类型，构造函数的作用主要是用来对对象进行初始化。
（3）构造函数不需用户调用，也不能被用户调用。
（4）在构造函数的函数体中不仅可以对数据成员赋初值，而且可以包含其他语句。
但是一般不提倡在构造函数中加入与初始化无关的内容，以保持程序的清晰。
（5）如果用户自己没有定义构造函数，则系统会自动生成一个构造函数，只是这个构造函数的函数体是空的，也没有参数，不执行初始化操作。
例2有两个长方柱，其长、宽、高分别为：
（1）12，25，30；
（2）15，30，2l。
分别求它们的体积。
编写一个程序，在类中用带参数的构造函数。
#include
usingnamespacestd;
classBox
{ public:
Box:
:
Box（inth，intw，intlen）：
height（h），width（w），length（len）{}//参数初始化列表的构造函数
intvolume（）; //声明计算体积的函数
private:
intheight;
intwidth;
intlength;
};
intBox:
:
volume（）//定义计算体积的函数
{ return（height*width*length）;}
intmain（）
{Boxbox1（12,25,30）;
cout<<"Thevolumeofbox1is"< Boxbox2（15,30,20）;
cout<<"Thevolumeofbox2is"< return0;}
程序运行结果如下：
ThevolumeOfboxlis9000
Thevolumeofbox2is9450
可以知道：
（1）带参数的构造函数中的形参，其对应的实参在定义对象时给定。
（2）用这种方法可以方便地实现对不同的对象进行不同的初始化。
5、构造函数的重载
在一个类中可以定义多个构造函数，以便对类对象提供不同的初始化的方法，供用户选用。
这些构造函数具有相同的名字，而参数的个数或参数的类型不相同。
这称为构造函数的重载。
例3在例2的基础上，定义两个构造函数，其中一个无参数，一个有参数。
#include
usingnamespacestd;
classBox
{public:
Box（）;//声明一个无参的构造函数
Box（inth,intw,intlen）:
height（h）,width（w）,length（len）{}
//声明一个有参的构造函数，用参数的初始化表对数据成员初始化
intvolume（）;
private:
intheight;
intwidth;
intlength; };
Box:
:
Box（） //定义一个无参的构造函数
{ height=10;
width=10;
length=10;}
intBox:
:
volume（）
{ return（height*width*length）;}
intmain（）
{Boxbox1; //建立对象box1不指定实参
cout<<"Thevolumeofbox1is"< Boxbox2（15,30,25）;//建立对象box2，指定3个实参
cout<<"Thevolumeofbox2is"< return0;}
说明：
（1）在调用构造函数时不必给出实参的构造函数，称为默认构造函数（defaultconstructor），无参的构造函数属于默认构造函数。
（2）如果在建立对象时选用的是无参构造函数，应注意正确书写定义对象的语句。
在程序中不应出现调用无参构造函数（如Box（）），请记住：
构造函数是不能被用户显式调用的。
（3）尽管在一个类中可以包含多个构造函数，但是对于每一个对象来说，建立对象时只执行其中一个构造函数，并非每个构造函数都被执行。
6、使用默认参数的构造函数
例4将例3程序中的构造函数改用含默认值的参数，长、宽、高的默认值均为10。
#include
usingnamespacestd;
classBox
{ public:
Box（intw=10,inth=10,intlen=10）;//在声明构造函数时指定默认参数
intvolume（）;
private:
intheight;
intwidth;
intlength; };
Box:
:
Box（intw,inth,intlen）//在定义函数叫可以不再指定参数的默认值
{ height=h;
width=w;
length=len;}
intBox:
:
volume（）
{ return（height*width*length）;}
intmain（）
{Boxbox1; //没有给定实参
cout<<"Thevolumeofbox1is"< Boxbox2（15）; //只给定1个实参
cout<<"Thevolumeofbox2is"< Boxbox3（15,30）; //只给定2个实参
cout<<"Thevolumeofbox3is"< Boxbox4（15,30,20）;//给定3个实参
cout<<"Thevolumeofbox4is"< return0;}
程序运行结果为
ThevolumeOfboxlis1000
ThevolumeOfbox2is1500
ThevolumcOfbox3is40500
ThevolumeOfbox4is9000
说明：
（1）指定构造函数的默认参数?
应该在声明构造函数时指定默认值，而不能只在定义构造函数时指定默认值。
（2）程序第5行在声明构造函数时，形参名可以省略。
（3）如果构造函数的全部参数都指定了默认值，则在定义对象时可以给一个或几个实参，也可以不给出实参。
由于不需要实参也可以调用构造函数，因此全部参数都指定了默认值的构造函数也属于默认构造函数。
前面曾提到过：
一个类只能有一个默认构造函数，也就是说，可以不使用参数而调用的构造函数，一个类只能有一个。
其道理是显然的，为了避免调用时的歧义性。
如果同时定义了下面两个构造函数，是错误的。
Box（）；//声明一个无参的构造函数
Box（int=10，int=10，int=10）；//声明一个全部参数都指定了默认值的构造函数因为在建立对象时，如果写成
Boxboxl；
编译系统无法识别应该调用哪个构造函数，编译时报错,应该避免出现了歧义性。
（4）在一个类中定义了全部是默认参数的构造函数后，不能再定义重载构造函数。
一般不应同时使用构造函数的重载和有默认参数的构造函数。
二、析构函数
定义：
析构函数（destructor）也是一个特殊的成员函数，它的作用与构造函数相反，它的名字是类名的前面加一个“-”符号。
作用：
析构函数是与构造函数作用相反的函数。
当对象的生命期结束时，会自动执行析构函数。
具体地说如果出现以下几种情况，程序就会执行析构函数：
1、如果在一个函数中定义了一个对象（它是自动局部对象），当这个函数被调用结束时，对象应该释放，在对象释放前自动执行析构函数。
2、static局部对象在函数调用结束时对象并不释放，因此也不调用析构函数，只在main函数结束或调用exit函数结束程序时，才调用static局部对象的析构函数。
3、如果定义了一个全局对象，则在程序的流程离开其作用域时（如main函数结束或调用exit函数）时，调用该全局对象的析构函数。
4、如果用new运算符动态地建立了一个对象，当用delete运算符释放该对象时，先调用该对象的析构函数。
例5包含构造函数和析构函数的程序。
#include
#include
usingnamespacestd;
classStudent //声明Student类
{ public:
Student（intn,stringnam,chars） //定义构造函数
{ num=n;name=nam;sex=s;
cout<<"Constructorcalled."< }
~Student（） //定义析构函数
{ cout<<"Destructorcalled."< voiddisplay（） //定义成员函数
{ cout<<"num:
"< cout<<"name:
"< cout<<"sex:
"< private:
intnum;
stringname;
charsex;
};
intmain（）
{ Studentstud1（10010,"Wang_li",'f'）;//建立对象studl
stud1.display（）; //输出学生l的数据
Studentstud2（10011,"Zhang_fun",'m'）;//定义对象stud2
stud2.display（）; //输出学生2的数据
return0;}
程序运行结果如下：
Constructorcalled．（执行studl的构造函数）
num:
lOOlO （执行studl的display函数）
name:
Wang_li
sex:
f
Constructorcalled．（执行stud2的构造函数）
num:
10011 （执行stud2的display函数）
name:
Zhang_fun
sex:
m
Destructorcalled．（执行stud2的析构函数）
Destructorcalled．（执行smdl的析构函数）
三、调用构造函数和析构函数的顺序
在使用构造函数和析构函数时，需要特别注意对它们的调用时间和调用顺序。
其对应的析构函数最先被调用。
如图所示。
可简记为：
先构造的后析构，后构造的先析构。
它相当于一个栈，先进后出。
下面归纳一下什么时候调用构造函数和析构函数：
（1）在全局范围中定义的对象（即在所有函数之外定义的对象），它的构造函数在文件中的所有函数（包括main函数）执行之前调用。
但如果一个程序中有多个文件，而不同的文件中都定义了全局对象，则这些对象的构造函数的执行顺序是不确定的。
当main函数执行完毕或调用exit函数时（此时程序终止），调用析构函数。
（2）如果定义的是局部自动对象（例如在函数中定义对象），则在建立对象时调用其构造函数。
如果函数被多次调用，则在每次建立对象时都要调用构造函数。
在函数调用结束、对象释放时先调用析构函数。
（3）如果在函数中定义静态（static）局部对象，则只在程序第一次调用此函数建立对象时调用构造函数一次，在调用结束时对象并不释放，因此也不调用析构函数，只在main函数结束或调用exit．函数结束程序时，才调用析构函数。
四、作业
1、P116:
1、2、3题。
2、实验：
四
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