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C++ 构造函数和析构函数（Constructors & Destructors） - 阮春义

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C++ 构造函数和析构函数（Constructors & Destructors）

一、定义：

　　当object产生，有一个特殊的称为constructor的函数会自动执行。当object死亡，有一个特殊的称为destructor的函数会自动执行。Constructor 可以不只一个，但 destructor 只能有一个。

　　Constructor（构造函数）就是与class同名的那些member functions，例如CPoint::CPoint()或CDemo::CDemo()。Constructors不能够指定返回值类型，也就是它不必（但可以）return。constructions可以有一个或多个，各有不同类型的参数。

　　Destructor（析构函数）就是与class同名，且前面有加“~”符号的那个member function，例如例如 CPoint::~CPoint() 或 CDemo::~CDemo()。Destructor 不能指定返回值类型，也就是它不必（但可以）return。每个class只有一个destructor，并且不能有任何参数。

　　由于global object的诞生比程序进入更早点，所以global object的constructor执行的时间更早于程序的进入点。

二、Default Constructors

所谓的default constructor就是没有指定任何的参数的constructor。如果我们的class CA声明如下：

 1 #include <iostream>
 2 using namespace std;
 3 class CA
 4 {
 5  public:
 6     int getdata(){return _data;};
 7     CA(){_data =5;};
 8     CA(int val){_data =val;};
 9     
10  protected:
11     int _data; 
12     
13 };

　　CA有两个constructors，分别是CA(int) 和 CA()。后都没有参数，正是所谓的default constructor。当我产生一个 CA object 而沒有指定任何参数：

1 CA aCA;
2 CA* pCA = new CA;

　　编译器就为我们呼叫default constructor。

　　普遍存在于C++程序员之间的一个误解是：如果我们没有为某个class设计constructor，编译器会自动为该class制造出一个default constructor来。这个说法也对也不对，这里我先提示一个结论，销稍后有更多细节探讨。什么是编译器所需要的动作？就是隐藏在C++程序代码下面，让C++诸多特征得到实现的动作，包含以下三种情况：

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　　1. class CA 內 含 class CZ objects，如图1：当产生一个CA object 时，隐藏在底层的必要动作是先初始化CZ object（因为CA object中有一个CZ object）

　　2.class CA继承于class CZ，如图2：当产生一个CA object 时，隐藏在底层的必要动作是先调用CZ的default constructor （因为CA object中有一个CZ subobject）

　　3.CA是一个 polymorphic class,也就是说它有virtual functions，或继承于有virtual functions的class。当产生一个CA object，隐藏在底层的必要动作是：将虚拟机制所需要的vptr和vtb1初始化。

　　由于这三种情况皆有所谓的“底层的必要动作”，所以编译器必须自动为class CA生成一个default constructor(（如果沒有任何 user-defined constructor 的话），或暗中对已有的user-defined constructor 动作脚（添加一些代码）。生成出来的东西称为“implicit nontrivial default constructor”。

　　如果沒有上述需求，编译器就不会为class产生一个default constructor,例如： 

1 class CB
2 { public:
3 int getdata() { return _data; };
4 protected:
5 int _data;
6 };

virtual functions的base classes），也没有内含embedded objects，也没有继承于其它class，所以编译器不会为它生成一个default constructor出来，于是当我们这么做：

1 CB aCB; // 应该调用default constructor
2 cout << "aCB.getdata()=" << aCB.getdata() << endl;

　　但得到的结果如下：

aCB.getdata()=4211382 // 莫名其妙的初值

　　这个恐怕不是我所期望的，我们期望的_data有个初始值，但这个不是编译器的需求，所以我们只能自求多福，自已设计一个default constructor:

1 class CB
2 { public:
3     int getdata() { return _data; };
4     CB() { _data = 5; }; // default constructor
5 protected:
6     int _data;
7 };

　　现在输出的结果就是我们所期望的了：

CB aCB; // 应该调用  default constructor
cout << "aCB.getdata()=" << aCB.getdata() << endl;
// 输出结果：aCB.getdata()=5

　　注意，如果class已经有了任何constructor，但不是default constructor,编译器绝不会为它生成一个default constructor。如果class CZ正是如此一个class，那么当你想产生一个CZ object，并且没有指定参数时：

CZ *aCZ; // error

　　编译器会输出异常提示：

error C2512: 'CZ' : no appropriate default constructor available

三、Copy Constructors

　　所谓的Copy Constructors是指有一个参数的类型是其 class type的 constructor，例如：

 1 class CA
 2 {
 3 public:
 4     int getdata() {return _data; };     //default constructor
 5     CA(){_data =5;};
 6     CA(int val){_data=val; };           //constructor
 7     CA(const CA& ca){                  //copy constructor
 8         cout<<"copy constructor"<<endl;
 9         _data=10;
10 
11     };
12 
13 protected:
14     int _data;
15 };

 　　以下两种情况，会唤起copy constructor：

　　情况1：将一个object当做参数传给某一个函数；

　　情况2：将一个object当做函数的返回值；

　　例如（沿用上面的class CA）：

 1 #include <iostream>
 2 
 3 using namespace std;
 4 class CA
 5 {
 6 public:
 7     int getdata() {return _data; };     //default constructor
 8     CA(){_data =5;};
 9     CA(int val){_data=val; };           //constructor
10     CA(const CA& ca){                  //copy constructor
11         cout<<"copy constructor"<<endl;
12         _data=10;
13 
14     };
15 
16 protected:
17     int _data;
18 };
19 
20 void foo2(CA aCA)//情况1（函数参数是个object）
21 {
22     cout<<"in foo2(),aCA.getdata()="<<aCA.getdata()<<endl;
23 }
24 
25 CA foo3()//情况2（函数的返回值是个object）
26 {
27     CA aCA(3);
28     cout<<"in foo3(),aCA.getdata()="<<aCA.getdata()<<endl;
29     return aCA;
30 }
31 
32 int main()
33 {
34 
35     CA aCA1,aCA2(7);
36     cout << "aCA1.getdata()="<<aCA1.getdata()<< endl;
37     cout << "aCA2.getdata()="<<aCA2.getdata()<< endl;
38     aCA2 =aCA1;//object assignment
39     cout << "aCA2.getdata()="<<aCA2.getdata()<< endl;
40     foo2(aCA1);//情况1（调用之前aCA1._data 为5）
41     aCA2=foo3();
42     cout << "aCA2.getdata()="<<aCA2.getdata()<< endl;
43 
44     return 0;
45 }

　　让我们看看执行结果：

aCA1.getdata()=5
aCA2.getdata()=7
aCA2.getdata()=5 // 经过 object assignment 之后
copy constructor
in foo2(), aCA.getdata()=10 // 经过情況 1 之后
in foo3(), aCA.getdata()=3
copy constructor
aCA2.getdata()=10 // 经过情況 2 之后

　　这里有几点需要注意的：

　　1. 38行的将一个object指派（assign）给另一个object，这也是一种复制，但它唤起的所谓的copy assignment operator。本例并没有特别设计copy assignment operator；

　　2.调用foo2（）之前，_data为5，进入foo2（）之后再输出，已变成10，可见copy constructor的确在foo2（）的参数复制时发生；

　　3.foo3（）内有一个local object，其_data为3，把穹当做返回值输出，却变成了10，可见copy constructor的确在foo3（）的返回值复制时发生；


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