C++类的构造函数

详细讲解C++类中的构造函数，包含各种细节，一次讲明白！

长岛冰茶去冰

12288人浏览 · 2022-03-01 21:37:47

长岛冰茶去冰 · 2022-03-01 21:37:47 发布

C++的构造函数

一、什么是构造函数

在C++中构造函数是类的默认六大成员之一，即我们创建一个空类，里面什么成员都没有，C++也会为这个空类生成6个默认的成员函数，构造函数就是其中之一。

构造函数虽然取名构造，但它并不是用来构造对象，申请内存空间的，它的主要工作其实是完成对象的初始化工作。

在C语言中，我们通常会为一个struct设置init函数来进行初始化，但是这样非常繁琐，而且容易遗忘。

在C++中针对这一情况做出了改善，就为每个类都添加了构造函数。

二、构造函数的特性

构造函数是C++中每个类都有的特殊的成员函数，要注意它的作用是初始化对象，它有下面几个特征：

函数名称与类名相同；
无返回值；
创建类类型的对象时(对象实例化时)由编译器自动调用，保证每个数据成员都有一个合适的初始值；
在该对象的整个生命周期中只会调用一次；
构造函数支持函数重载。

class Student{
private:
    int _no;//学号
    string _name;//姓名
    int _age;//年龄
    
public:
    Student(){
        //无参构造函数
    }

    Student(int no, string name, int age){
        //有参构造函数
        _no = no;
        _name = name;
        _age = age;
    }
};
int main(){
	Student s1;//这里调用的是无参的构造函数
    Student s2(1, "zhangsan", 20);//这里调用有参的构造函数
    //特别注意在s1这里，调用无参构造函数在s1后面务必不能加括号！！！否则就变成了函数声明！！！
    //Student s3() 这个的含义是声明一个函数，函数名称叫s3，它的返回值是一个Student对象！
    return 0
}

三、默认构造函数

假如在一个类中，程序员没有显式地为其定义一个构造函数，那么编译器就会自动生成一个无参的默认构造函数，一旦用户自己定义了构造函数，那么编译器就不会再生成默认的构造函数了。

class Student{
public:
    //这里用户没有自己定义构造函数
private:
    int _no;
    string _name;
    int _age;
};

int main(){
    Student s;//虽然没有定义构造函数，但是编译器自动生成了无参的默认构造函数，所以这里也可以成功地创建对象
    return 0;
}

在VS2019监视窗口中观察一下这个由默认构造函数生成的s对象

明显可以看出s的三个数据成员都被初始化了，int使用的随机值，而string则使用了空字符串。

重点是这个由编译器自动生成的无参的默认构造函数有一个规则：

对于该类的内置数据类型（int、double、char、指针等），不做处理（所以上面我们看到int就是随机值）；自定义类型(struct、class)，去调用自定义类型自己的无参构造函数来初始化。

打个比方，我们的Student类中还有一个类A

class A{
public:
    A(int a0, int a1){
    	_a0 = a0;
        _a1 = a1;
    }
private:
    int _a0;
    int _a1;
}
class Student{
private:
    int _no;
    string _name;
    int _age;
    A _a;//Student内部有一个自定义类型A
};
int main(){
    Student s;
    return 0;
}

这时再观察一下监视窗口，发现Student中的A果然调用了它自己的构造函数，将自己初始化了

上面这里有一个点特别需要注意，如果采用类的默认构造函数，在初始化类内部的自定义类型时，一定调用的是内置自定义类型的无参构造函数，如果自定义类型没有无参构造函数，那么就会报错，自定义类型没有合适的构造函数！

class A {
private:
	int _a0;
	int _a1;
public:
	A(int a0, int a1) {//A的构造函数不是默认的构造函数，是个有参的构造函数！
		_a0 = a0;
		_a1 = a1;
	}
};
class Student {
public:
	Student(){}//无参的默认构造函数
private:
	int _no;
	string _name;
	int _age;
	A _a;//自定义的A类型
};
int main() {
	Student s;
	return 0;
}

代码出错，错误如下所示

这里其实是C++在早期语法设计时候的一种失误，这种特定的机制导致在初始化带有自定义类型的类时非常麻烦，也给初学者带来了不少难度，所以在C++11标准中专门为初始化引入了一种新的规则，可以在成员变量定义的时候直接给缺省值，这样就不需要在构造函数中指明了，但是这里也容易混淆，也是一个重点：这里的缺省值，只是声明，并没有开辟空间，而非初始化，因为初始化是已经开辟空间之后，才要对已有的空间进行初始化。就如同函数的缺省值一样，如果在对象实例化时，我们没有特别指明，就用这个缺省值来初始化！

class A {
private:
	int _a0 = 0;//缺省值
	int _a1 = 1;//缺省值
public:

};
class Student {
public:

private:
	int _no = 111;//缺省值111
	string _name = "zhangsan";//缺省值
	int _age = 20;//缺省值
	A _a;
};
int main() {
	Student s;
	return 0;
}

因为我们在给定缺省值之后，也没有显示地给出构造函数，因此编译器为我们自动生成了一个默认构造函数，默认构造函数是无参的，我们没有对任何数据成员做出特殊处理，所以都会使用该成员的缺省值！下图为使用缺省值的监视窗口

四、默认构造函数与无参构造函数的关系

默认构造函数包含三个：分别是无参构造函数、全缺省构造函数、编译器自动为我们生成的构造函数。

它们的共性是都没有参数，即我们不需要传入任何参数就可以进行调用。但是默认构造函数只能有一个，编译器自动为我们生成的构造函数与其余两个不能同时出现，因为只要程序员自己定义了构造函数，编译器就不会自动生成了，所以只有当我们什么都不写的时候，编译器自动生成的默认构造函数是唯一存在的，这并不难理解；但是无参构造函数和全缺省构造函数，我们只能写一个，虽然它俩之间构成了函数重载，但是它们并不能同时存在，因为它们都不需要传入参数，如果我们调用了默认构造函数，那该调用它们两个之间的谁呢？这里就会给编译器产生歧义。所以如果程序员要自己显式地给出默认构造函数，只能在无参的默认构造函数和全缺省的默认构造函数之中选择一个。

class Student{
private:
    int _no;
    string _name;
    int _age;
public:
    //这两种默认构造函数只能同时存在一种
    /*Student(){
        _no = 111;
        _name = "zhangsan";//无参构造
        _age = 18
    }*/
    
    Student(int no = 111, string name = "zhangsan", int age = 18){
    	_no = no;
        _name = name;//全缺省构造
        _age = age;
    }
};