《一篇拿下!C++:类和对象(中)构造函数与析构函数》
代码语言:javascriptAI代码解释。
- 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?

二、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的了Init。
构造函数的特点:
- 函数名与类名相同。
- 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)
- 对象实例化时系统会自动调用对应的构造函数。
- 构造函数可以重载。
- 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。
- 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。要注意很多人会认为默认构造函数仅仅是编译器默认生成的那个。实际上无参构造函数、全缺省构造函数也是默认构造函数,总结一下就是不传实参就可以调用的构造就叫默认构造。
- 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,初始化列表,我们后续再来学习了解。
特别说明: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。
举例说明(注释):
代码语言:javascript
AI代码解释
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
//如果这里不自己显示构造函数,编译器会自动生成一个无参的默认构造函数
//默认构造函数:无参构造函数,全缺省构造函数,编译器默认生成的构造函数
//三种默认构造函数只能同时存在一个(第三个的原因不用多说,前两个是因为构成重载但传参啥都不传时会歧义)
//1.自己实现的无参数的构造函数(默认构造函数的一种)
Date()//函数名和类名相同,无返回值
{
_year = 1;
_month = 1;
_day = 1;
}
//2.带参构造函数(可以和1同时存在)(不能和3同时存在,函数签名相同,构成了重定义)(不属于默认构造函数)
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
////3.全缺省构造函数(很好用,结合了1,2的功能)(但是不能和1或者2同时存在)(默认构造函数的一种)
//Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
//{
// _year = year;
// _month = month;
// _day = day;
//}
//总结:两种使用方案:1+2或者直接用3
void Print()
{
cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << '\n';
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1; //会自动初始化,调用1或者3,不能同时存在(我上面给3注释掉了,因为2和3也不能同时存在)
Date d2(2025, 9, 1);//会调用3,不会有歧义
//Date d3();//这种写法是错误的
// 参考一下 Data func();你觉得它是对象还是函数呢?
//注意:如果通过无参构造函数创建对象时,对象后面不用跟括号。
//否则编译器无法区分这里是函数声明还是实例化对象
d1.Print();//1,1,1
d2.Print();//2025,9,1
return 0;
}

我们不写,编译器默认生成的构造对内置类型初始化没要求:(看注释)
代码语言:javascript
AI代码解释
class Date {
public:
void Print()
{
cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << '\n';
}
private:
//内置类型
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
d1.Print();//打印出来的结果是随机值
return 0;
}

我们不写,编译器默认生成的构造,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:(注意注释)
代码语言:javascript
AI代码解释
//我们不写,编译器默认生成的构造,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
//比如之前我们写过的两个栈实现队列
#include<iostream>
using namespace std;
class Stack
{
public:
Stack(int n=4)//在这里还是要自己实现一个的,不然会出跟上面一样的问题,我们来定义一个全缺省的
{
_a = (int*)malloc(n * sizeof(int));
if (_a == nullptr)
{
perror("malloc fail!");
exit(1);
}
_top = 0;
_capacity = n;
}
private:
//内置类型
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue
{
public:
//编译器默认生成MyQueue的构造函数调用了Stack的构造函数,完成了两个成员的初始化
private:
//自定义类型
Stack _pushst;
Stack _popst;
//内置类型,但很奇怪,混在这里它却能处理,这里大家可以自己去试试
//int size = 0;
};
int main()
{
MyQueue q;
return 0;
}

三.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,就像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:
- 析构函数名是在类名前加上字符 ~。
- 无参数无返回值。 (这里跟构造类似,也不需要加void)
- 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。
- 对象生命周期结束时,系统会自动调用析构函数。
- 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。
- 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。
- 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,也就不需要显示写析构,如MyQueue;但是有资源申请时(而且这里涉及内置类型的处理),一定要自己写析构,否则会造成资源泄漏,如Stack。
- 一个局部域的多个对象,C++规定后定义的先析构。
举例说明:(注意看注释)
代码语言:javascript
AI代码解释
#include<iostream>
using namespace std;
class Stack
{
public:
Stack(int n=4)//在这里还是要自己实现一个的,不然会出跟上面一样的问题,我们来定义一个全缺省的
{
_a = (int*)malloc(n * sizeof(int));
if (_a == nullptr)
{
perror("malloc fail!");
exit(1);
}
_top = 0;
_capacity = n;
}
//析构函数(跟构造函数写法类似,前面加个~)
//在这里也需要自己定义,不然他也不处理内置类型,会造成内存泄漏
~Stack()
{
if (_a)
{
free(_a);
_a = nullptr;
}
_top = 0;
_capacity = 0;
}
private:
//内置类型
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue
{
public:
//编译器默认生成MyQueue的构造函数调用了Stack的构造函数,完成了两个成员的初始化
//编译器默认生成MyQueue的析构函数调用了Stack的析构函数,释放的Stack内部的资源
//显示写析构,也会自动调用Stack的析构
/*~MyQueue()
{}*/
private:
//自定义类型
Stack _pushst;
Stack _popst;
//内置类型,但很奇怪,混在这里它却能处理,这里大家可以自己去试试
//int size = 0;
};
int main()
{
Stack s;
MyQueue q;
//析构不用显示写出来,对象生命周期结束时自动调用
//后定义的先析构,所以这里先析构q,再析构s.可以调试观察
return 0;
}

调试观察到当对象生命周期结束时确实都销毁掉了
课堂检测:

答案是B,解析如下:

四.括号匹配问题的优化(利用当前阶段所学知识)
对比一下用C++和C实现的Stack解决之前括号匹配问题isValid,我们会发现有了构造函数和析构函数确实方便了很多,不会再忘记调用Init和Destory函数了(下面的两个实现都需要借用一下栈这个数据结构先,我这里就不展现出来了)。
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