在 C++ 中，对象的生存期（即对象从创建到销毁的时间段）根据其定义方式可分为以下三类：

1. 局部对象

2. 全局对象

3. 动态创建的对象

1. 对于局部定义的对象，每当程序控制流到达该对象定义处时，调用构造函数。当程序控制走出该局部域时，则调用析构函数。

2 对于静态局部定义的对象，在程序控制首次到达该对象定义处时，调用构造函数。当整个程序结束时调用析构函数。

2. 对全局定义的对象，当程序进入入口函数 main 之前对象就已经定义，这时要调用构造函数。整个程序结束时调用析构函数。

3. 动态创建的对象，使用 new 创建对象，delete 释放对象.

15.6.1局部对象

局部对象定义在函数内部或 代码块 中，其生存期与所在的局部作用域绑定：

• 构造时机：程序控制流执行到对象定义处时，自动调用构造函数创建对象。
• 析构时机：程序控制流离开该局部作用域时，自动调用析构函数销毁对象。

示例：

void func() {
    {
        MyClass obj; // 局部对象，进入代码块时构造
    } // 离开代码块时析构
}

15.6.2 全局对象

全局对象定义在函数外部（通常在 .cpp 文件的全局作用域或头文件的全局声明中），其生存期贯穿整个程序：

• 构造时机：程序进入 main 函数之前，自动调用构造函数创建对象。
• 析构时机：整个程序执行结束时（main 函数返回后），自动调用析构函数销毁对象。

示例：

MyClass globalObj; // 全局对象，main函数执行前构造，程序结束时析构

int main() {
    // 程序逻辑
    return 0;
}

15.6.3 动态创建的对象

动态创建的对象通过 new 操作在堆内存中分配，其生存期由程序员手动控制：

• 构造时机：执行 new 操作时，显式调用构造函数创建对象。
• 析构时机：执行 delete 操作时，显式调用析构函数销毁对象；若未手动 delete，会导致内存泄漏。

示例：

int main() {
    MyClass* p = new MyClass(); // 动态创建对象，手动构造
    delete p; // 手动析构，释放堆内存
    return 0;
}

补充：静态局部对象

静态局部对象是局部对象的特殊形式（通过 static 关键字定义），其生存期也具有特殊性：

• 构造时机：程序控制流首次执行到对象定义处时，调用构造函数创建对象（仅执行一次）。
• 析构时机：整个程序执行结束时，调用析构函数销毁对象。

示例：

void func() {
    static MyClass staticObj; // 静态局部对象，首次进入函数时构造，程序结束时析构
}

15.6.4成员方法的设计

在 C++ 类的设计中，成员方法（成员函数）是实现类功能的核心，用于操作类的成员变量、对外提供接口或封装内部逻辑。成员方法的设计需遵循封装性、可读性、可维护性原则，同时明确方法的职责与访问权限。

1. 成员方法的分类与访问权限

成员方法按访问权限可分为三类，通过访问限定符（public、private、protected）控制：

1. 公有方法（public）

   • 对外提供的接口，用于类的使用者操作对象（如获取 / 修改属性、执行核心功能）。
   • 示例：getter/setter 方法、业务逻辑方法（如 calculate()、display()）。

2. 私有方法（private）

   • 类内部的辅助方法，封装实现细节，不对外暴露（如数据校验、格式转换）。
   • 示例：validateData()、formatString()。

3. 保护方法（protected）

   • 供子类继承和访问的方法，介于公有与私有之间，多用于继承场景。

2. 成员方法的设计原则

1. 单一职责原则一个方法只负责完成一个具体功能，避免 “大而全” 的方法。

   • 反例：一个 processData() 既处理输入、又计算结果、还输出日志。
   • 正例：拆分为 readInput()、calculateResult()、logResult() 三个方法。

2. 封装细节，暴露接口将复杂逻辑隐藏在私有方法中，仅通过公有方法对外提供简洁接口。

   class Calculator {
   private:
       // 私有辅助方法：校验输入合法性（内部细节）
       bool isValid(int a, int b) {
           return b != 0; // 假设用于除法校验
       }
   public:
       // 公有接口：对外提供除法功能
       double divide(int a, int b) {
           if (!isValid(a, b)) {
               throw "除数不能为0";
           }
           return (double)a / b;
       }
   };
   

3. 避免直接暴露成员变量优先通过 getter（获取值）和 setter（设置值）方法操作成员变量，便于添加校验或日志。

   class Student {
   private:
       int age; // 私有成员，不直接暴露
   public:
       // getter：获取年龄
       int getAge() const { // const 修饰：确保不修改成员变量
           return age;
       }
       // setter：设置年龄（带校验）
       void setAge(int a) {
           if (a < 0 || a > 150) {
               throw "年龄不合法";
           }
           age = a;
       }
   };
   

4. 使用 const 修饰只读方法对于不修改成员变量的方法，添加 const 关键字（放在参数列表后），提高代码安全性和可读性。

   class Book {
   private:
       string title;
   public:
       // const 方法：仅读取数据，不修改
       string getTitle() const {
           return title;
       }
       // 非 const 方法：可能修改数据
       void setTitle(string t) {
           title = t;
       }
   };
   

5. 参数与返回值设计

   • 参数：优先使用引用（&）或 const 引用（const &）传递大对象，避免拷贝开销；基本类型直接传值。
   • 返回值：若返回内部数据，对于可修改的内容可返回引用，只读内容返回 const 引用或值。

3. 特殊成员方法的设计

1. 构造函数与析构函数

   • 构造函数：负责初始化成员变量，可重载（如无参、带参、拷贝构造）。
   • 析构函数：负责释放资源（如动态内存、文件句柄），无参数、不可重载。

2. 运算符重载根据类的语义重载运算符（如 +、==、<<），使对象操作更直观。

   class Point {
   private:
       int x, y;
   public:
       Point(int x_, int y_) : x(x_), y(y_) {}
       // 重载 + 运算符：点的相加
       Point operator+(const Point& other) const {
           return Point(x + other.x, y + other.y);
       }
   };
   

3. 拷贝控制方法若类包含动态资源（如 new 分配的内存），需手动设计拷贝构造函数和赋值运算符，避免浅拷贝问题。

4. 示例：一个完整的类成员方法设计

#include <string>
#include <stdexcept>
using namespace std;

class User {
private:
    string name; // 用户名
    int age;     // 年龄

    // 私有辅助方法：校验用户名合法性
    bool isNameValid(const string& n) const {
        return !n.empty() && n.length() <= 20;
    }

public:
    // 构造函数：初始化对象
    User(string n, int a) {
        if (!isNameValid(n)) {
            throw invalid_argument("用户名必须非空且长度≤20");
        }
        name = n;
        setAge(a); // 复用 setter 的校验逻辑
    }

    // getter：获取用户名（const 方法）
    string getName() const {
        return name;
    }

    // getter：获取年龄（const 方法）
    int getAge() const {
        return age;
    }

    // setter：设置年龄（带校验）
    void setAge(int a) {
        if (a < 0 || a > 150) {
            throw invalid_argument("年龄必须在0-150之间");
        }
        age = a;
    }

    // 公有方法：显示用户信息
    void display() const {
        cout << "姓名：" << name << "，年龄：" << age << endl;
    }
};