C++ 类的定义与构造 / 析构函数解析

目录

1. C++ 类的基本定义

示例代码：

解析：

2. 构造函数（Constructor）

构造函数的特点:

示例代码：

3. 析构函数（Destructor）

析构函数的特点:

 示例代码：

4. 构造函数与析构函数的对比

5. 总结

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C++ 作为一种面向对象的编程语言，类是其核心特性之一。类不仅定义了对象的属性和行为，还通过构造函数和析构函数管理对象的生命周期。本文将深入探讨 C++ 类的基本定义以及两个特殊成员函数的工作机制。

1. C++ 类的基本定义

类是用户自定义的数据类型，封装了数据（成员变量）和操作这些数据的函数（成员函数）。类的定义以关键字 class 开头，后跟类名和类体，类体用花括号 {} 包围，最后以分号 ; 结束。

示例代码：

class Rectangle 
{
private:
    double length;  // 长
    double width;   // 宽

public:
    // 成员函数声明
    double getArea();       // 计算面积
    double getPerimeter();  // 计算周长
    void setDimensions(double l, double w);  // 设置尺寸
};

解析：

• 访问修饰符：private 成员只能被类内的成员函数访问，public 成员可以被类外的代码访问。

• 成员变量：length 和 width 是矩形的属性。

• 成员函数：声明了三个函数，分别用于计算面积、周长和设置尺寸。

2. 构造函数（Constructor）

构造函数是特殊的成员函数，需要注意的是，构造函数虽然名称叫构造，但是构造函数的主要任务并不是开空间创建对象(我们常使用的局部对象是栈帧创建时，空间就开好了)，而是对象实例化时初始化对象。构造函数的本质是要替代我们以前Stack和Date类中写的init函数的功能，构造函数自动调用的特点就完美的替代的了Init。

构造函数的特点:

1.函数名与类名相同。
2.无返回值。(返回值啥都不需要给，也不需要写void，不要纠结，C++规定如此)                          3.对象实例化时系统会自动调用对应的构造函数。
4.构造函数可以重载。
5.如果类中没有显式定义构造函数，则C++编译器会自动生成一个无参的默认构造函数，一旦用户显式定义编译器将不再生成。
6.无参构造函数、全缺省构造函数、我们不写构造时编译器默认生成的构造函数，都叫做默认构造函数。但是这三个函数有且只有一个存在，不能同时存在。无参构造函数和全缺省构造函数虽然构成函数重载，但是调用时会存在歧义。要注意很多同学会认为默认构造函数是编译器默认生成那个叫默认构造，实际上无参构造函数、全缺省构造函数也是默认构造，总结一下就是不传实参就可以调用的构造就叫默认构造。
7.我们不写，编译器默认生成的构造，对内置类型成员变量的初始化没有要求，也就是说是是否初始化是不确定的，看编译器。对于自定义类型成员变量，要求调用这个成员变量的默认构造函数初始化。如果这个成员变量，没有默认构造函数，那么就会报错，我们要初始化这个成员变量，需要用初始化列表才能解决.

示例代码：

class Rectangle {
private:
    double length;
    double width;

public:
    // 默认构造函数
    Rectangle() {
        length = 0.0;
        width = 0.0;
    }

    // 带参数的构造函数
    Rectangle(double l, double w) {
        length = l;
        width = w;
    }

    // 初始化列表语法（更高效）
    Rectangle(double l, double w) : length(l), width(w) {}
};

使用构造函数创建对象：

Rectangle rect1;          // 调用默认构造函数
Rectangle rect2(5.0, 3.0);  // 调用带参数的构造函数

3. 析构函数（Destructor）

析构函数与构造函数功能相反，析构函数不是完成对对象本身的销毁，比如局部对象是存在栈帧的，函数结束栈帧销毁，他就释放了，不需要我们管，C++规定对象在销毁时会自动调用析构函数，完成对象中资源的清理释放工作。析构函数的功能类比我们之前Stack实现的Destroy功能，而像Date没有Destroy，其实就是没有资源需要释放，所以严格说Date是不需要析构函数的。

析构函数的特点:

1.析构函数名是在类名前加上字符 ~。
2.无参数无返回值。(这里跟构造类似，也不需要加void)
3.一个类只能有一个析构函数。若未显式定义，系统会自动生成默认的析构函数。
4.对象生命周期结束时，系统会自动调用析构函数。
5.跟构造函数类似，我们不写编译器自动生成的析构函数对内置类型成员不做处理，自定类型成员会调用他的析构函数。
6.还需要注意的是我们显示写析构函数，对于自定义类型成员也会调用他的析构，也就是说自定义类型成员无论什么情况都会自动调用析构函数。 

 示例代码：

class ResourceManager {
private:
    int* data;  // 动态分配的内存

public:
    // 构造函数：分配资源
    ResourceManager(int size) {
        data = new int[size];
        std::cout << "资源分配成功" << std::endl;
    }

    // 析构函数：释放资源
    ~ResourceManager() {
        delete[] data;
        std::cout << "资源已释放" << std::endl;
    }
};

// 使用示例
void example() {
    ResourceManager manager(100);  // 创建对象时分配内存
    // 对象离开作用域时，析构函数自动调用，释放内存
}

4. 构造函数与析构函数的对比

5. 总结

构造函数和析构函数是 C++ 类的重要组成部分，它们控制着对象的生命周期：

• 构造函数确保对象在创建时处于有效状态。
• 析构函数确保资源在对象销毁前被正确释放，避免内存泄漏。

合理使用构造函数和析构函数是编写安全、高效 C++ 代码的基础。通过显式管理资源分配和释放，可以大幅提升程序的稳定性和性能。

希望本文能帮助你理解 C++ 类的基本定义以及构造函数和析构函数的工作机制。