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C++算法

C++ 类和对象:默认成员函数详解

综述由AI生成C++ 类和对象中的默认成员函数,重点讲解了构造函数、析构函数和拷贝构造函数。构造函数用于对象实例化时的初始化,具有重载特性且不可指定返回值;析构函数用于资源清理,在对象生命周期结束时自动调用;拷贝构造函数处理对象拷贝,涉及浅拷贝与深拷贝的区别及编译器自动生成规则。文章强调了在特定场景下(如资源管理)手动实现这些函数的必要性。

极光发布于 2026/3/30更新于 2026/5/2231 浏览
C++ 类和对象:默认成员函数详解

类的默认成员函数

默认成员函数就是用户没有显式实现,编译器会自动生成的成员函数称为默认成员函数。一个类,我们不写的情况下编译器会默认生成以下 6 个默认成员函数,需要注意的是这 6 个中最重要的是前 4 个,最后两个取地址重载不重要,我们稍微了解一下即可。其次就是 C++11 以后还会增加两个默认成员函数,移动构造和移动赋值,这个我们后面再讲解。默认成员函数很重要,也比较复杂,我们要从两个方面去学习: • 第一:我们不写时,编译器默认生成的函数行为是什么,是否满足我们的需求。 • 第二:编译器默认生成的函数不满足我们的需求,我们需要自己实现,那么如何自己实现?

构造函数

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。 说明:C++ 把类型分成内置类型 (基本类型) 和自定义类型。内置类型就是语言提供的原生数据类型,如:int/char/double/指针等,自定义类型就是我们使用 class/struct 等关键字自己定义的类型。

析构函数

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,自定义类型成员会调用他的析构函数。
  6. 还需要注意的是我们显式写析构函数,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。
  7. 如果类中没有申请资源时,析构函数可以不写,直接使用编译器生成的默认析构函数,如 Date;如果默认生成的析构就可以用,也就不需要显式写析构,如 MyQueue;但是有资源申请时,一定要自己写析构,否则会造成资源泄漏,如 Stack。
  8. 一个局部域的多个对象,C++ 规定后定义的先析构。

拷贝构造函数

  1. 拷贝构造函数是构造函数的一个重载。
  2. 拷贝构造函数的第一个参数必须是类类型对象的引用,使用传值方式编译器直接报错,因为语法逻辑上会引发无穷递归调用。拷贝构造函数也可以多个参数,但是第一个参数必须是类类型对象的引用,后面的参数必须有缺省值。
  3. C++ 规定自定义类型对象进行拷贝行为必须调用拷贝构造,所以这里自定义类型传值传参和传值返回都会调用拷贝构造完成。
  4. 若未显式定义拷贝构造,编译器会生成自动生成拷贝构造函数。自动生成的拷贝构造对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝 (一个字节一个字节地拷贝),对自定义类型成员变量会调用他的拷贝构造。
  5. 像 Date 这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源,编译器自动生成的拷贝构造就可以完成需要的拷贝,所以不需要我们显式实现拷贝构造。像 Stack 这样的类,虽然也都是内置类型,但是 _a 指向了资源,编译器自动生成的拷贝构造完成的值拷贝/浅拷贝不符合我们的需求,所以需要我们自己实现深拷贝 (对指向的资源也进行拷贝)。像 MyQueue 这样的类型内部主要是自定义类型 Stack 成员,编译器自动生成的拷贝构造会调用 Stack 的拷贝构造,也不需要我们显式实现 MyQueue 的拷贝构造。这里还有一个小技巧,如果一个类显式实现了析构并释放资源,那么他就需要显式写拷贝构造,否则就不需要。
  6. 传值返回会产生一个临时对象调用拷贝构造,传值引用返回,返回的是返回对象的别名 (引用),没有产生拷贝。但是如果返回对象是一个当前函数局部域的局部对象,函数结束就销毁了,那么使用引用返回是有问题的,这时的引用相当于一个野引用,类似于一个野指针一样。传引用返回可以减少拷贝,但是一定要确保返回对象,在当前函数结束后还在,才能用引用返回

目录

  1. 类的默认成员函数
  2. 构造函数
  3. 析构函数
  4. 拷贝构造函数
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