c++构造函数详解

c++构造函数的知识在各类c++教材上已有介绍，不过初学者每每不太注意观察和总结其中各类构造函数的特色和用法，故在此我根据本身的c++编程经验总结了一下c++中各类构造函数的特色，并附上例子，但愿对初学者有所帮助。

1. 构造函数是干什么的

class Counter
{

public:
    // 类Counter的构造函数
    // 特色：以类名做为函数名，无返回类型
    Counter()
    {
        m_value = 0;
    }
         
private:     
    // 数据成员
  int m_value;
}

该类对象被建立时，编译系统对象分配内存空间，并自动调用该构造函数->由构造函数完成成员的初始化工做

eg: Counter c1;

        

编译系统为对象c1的每一个数据成员(m_value)分配内存空间，并调用构造函数Counter()自动地初始化对象c1的m_value值设置为0

故：构造函数的做用：初始化对象的数据成员。

2. 构造函数的种类

class Complex 
{         

private :
    double m_real;
    double m_imag;

public:

    // 无参数构造函数
    // 若是建立一个类你没有写任何构造函数,则系统会自动生成默认的无参构造函数，函数为空，什么都不作
    // 只要你写了一个下面的某一种构造函数，系统就不会再自动生成这样一个默认的构造函数，若是但愿有一个这样的无参构造函数，则须要本身显示地写出来
    Complex(void)
    {
         m_real = 0.0;
         m_imag = 0.0;
    } 
        
    // 通常构造函数（也称重载构造函数）
    // 通常构造函数能够有各类参数形式,一个类能够有多个通常构造函数，前提是参数的个数或者类型不一样（基于c++的重载函数原理）
    // 例如：你还能够写一个 Complex( int num)的构造函数出来
    // 建立对象时根据传入的参数不一样调用不一样的构造函数
    Complex(double real, double imag)
    {
         m_real = real;
         m_imag = imag;         
     }
    
    // 复制构造函数（也称为拷贝构造函数）
    // 复制构造函数参数为类对象自己的引用，用于根据一个已存在的对象复制出一个新的该类的对象，通常在函数中会将已存在对象的数据成员的值复制一份到新建立的对象中
    // 若没有显示的写复制构造函数，则系统会默认建立一个复制构造函数，但当类中有指针成员时，由系统默认建立该复制构造函数会存在风险，具体缘由请查询有关 “浅拷贝” 、“深拷贝”的文章论述
    Complex(const Complex & c)
    {
        // 将对象c中的数据成员值复制过来
        m_real = c.m_real;
        m_img  = c.m_img;
    }            

    // 类型转换构造函数，根据一个指定的类型的对象建立一个本类的对象
    // 例如：下面将根据一个double类型的对象建立了一个Complex对象
    Complex::Complex(double r)
    {
        m_real = r;
        m_imag = 0.0;
    }

    // 等号运算符重载
    // 注意，这个相似复制构造函数，将=右边的本类对象的值复制给等号左边的对象，它不属于构造函数，等号左右两边的对象必须已经被建立
    // 若没有显示的写=运算符重载，则系统也会建立一个默认的=运算符重载，只作一些基本的拷贝工做
    Complex &operator=(const Complex &rhs)
    {
        // 首先检测等号右边的是否就是左边的对象本，如果本对象自己,则直接返回
        if ( this == &rhs ) 
        {
            return *this;
        }
            
        // 复制等号右边的成员到左边的对象中
        this->m_real = rhs.m_real;
        this->m_imag = rhs.m_imag;
            
        // 把等号左边的对象再次传出
        // 目的是为了支持连等 eg:    a=b=c 系统首先运行 b=c
        // 而后运行 a= ( b=c的返回值,这里应该是复制c值后的b对象)    
        return *this;
    }
};

下面使用上面定义的类对象来讲明各个构造函数的用法：

void main()
{
    // 调用了无参构造函数，数据成员初值被赋为0.0
    Complex c1，c2;

    // 调用通常构造函数，数据成员初值被赋为指定值
    Complex c3(1.0,2.5);
    // 也能够使用下面的形式
    Complex c3 = Complex(1.0,2.5);
        
    // 把c3的数据成员的值赋值给c1
    // 因为c1已经事先被建立，故此处不会调用任何构造函数
    // 只会调用 = 号运算符重载函数
    c1 = c3;
        
    // 调用类型转换构造函数
    // 系统首先调用类型转换构造函数，将5.2建立为一个本类的临时对象，而后调用等号运算符重载，将该临时对象赋值给c1
    c2 = 5.2;
      
    // 调用拷贝构造函数( 有下面两种调用方式) 
    Complex c5(c2);
    Complex c4 = c2;  // 注意和 = 运算符重载区分,这里等号左边的对象不是事先已经建立，故须要调用拷贝构造函数，参数为c2       
        
}

3. 思考与测验

（1） 为何函数中能够直接访问对象c的私有成员 ？

Complex(const Complex & c)
{
    // 将对象c中的数据成员值复制过来
    m_real = c.m_real;
    m_img = c.m_img;
}

（2） 挑战题，了解引用与传值的区别

Complex test1(const Complex& c)
{
    return c;
}
  
Complex test2(const Complex c)
{
    return c;
}
   
Complex test3()
{
    static Complex c(1.0,5.0);
    return c;
}
  
Complex& test4()
{
    static Complex c(1.0,5.0);
    return c;
}
  
void main()
{
    Complex a,b;
   
    // 下面函数执行过程当中各会调用几回构造函数，调用的是什么构造函数？
    
    test1(a);
    test2(a);
     
    b = test3();
    b = test4();
     
    test2(1.2);
    
    // 下面这条语句会出错吗？
    test1(1.2);     
    
    //test1( Complex(1.2 )) 呢？
}

4. 浅拷贝与深拷贝

上面提到，若是没有自定义复制构造函数，则系统会建立默认的复制构造函数，但系统建立的默认复制构造函数只会执行“浅拷贝”，即将被拷贝对象的数据成员的值一一赋值给新建立的对象，若该类的数据成员中有指针成员，则会使得新的对象的指针所指向的地址与被拷贝对象的指针所指向的地址相同，delete该指针时则会致使两次重复delete而出错。下面是示例：

#include <iostream.h>
#include <string.h>
class Person 
{
public :
        
    // 构造函数
    Person(char * pN)
    {
        cout << "通常构造函数被调用 !\n";
        m_pName = new char[strlen(pN) + 1];
        //在堆中开辟一个内存块存放pN所指的字符串
        if(m_pName != NULL) 
        {
           //若是m_pName不是空指针，则把形参指针pN所指的字符串复制给它
             strcpy(m_pName ,pN);
        }
    }        
      
    // 系统建立的默认复制构造函数，只作位模式拷贝
    Person(Person & p)    
    { 
        //使两个字符串指针指向同一地址位置         
        m_pName = p.m_pName;         
    }

    ~Person( )
    {
        delete m_pName;
    }
        
private :
    char * m_pName;
};

void main( )
{ 
    Person man("lujun");
    Person woman(man); 
    
    // 结果致使   man 和    woman 的指针都指向了同一个地址
    
    // 函数结束析构时
    // 同一个地址被delete两次
}


// 下面本身设计复制构造函数，实现“深拷贝”，即不让指针指向同一地址，而是从新申请一块内存给新的对象的指针数据成员
Person(Person & chs);
{
     // 用运算符new为新对象的指针数据成员分配空间
     m_pName=new char[strlen(p.m_pName)+ 1];

     if(m_pName)         
     {
             // 复制内容
            strcpy(m_pName ,chs.m_pName);
     }
  
    // 则新建立的对象的m_pName与原对象chs的m_pName再也不指向同一地址了
}