C++构造函数的各种用法全面解析(C++初学面向对象编程)

一、构造函数的基本用法

(一)构造函数概念

一个类的对象被创建的时候,编译系统对象分配内存空间,并自动调用该构造函数,由构造函数完成成员的初始化工作。因此,构造函数的核心作用就是,初始化对象的数据成员

(二)构造函数的特点

  1. 名字与类名相同,可以有参数,但是不能有返回值(连void也不行)。
  2. 构造函数是在实例化对象时自动执行的,不需要手动调用。
  3. 作用是对对象进行初始化工作,如给成员变量赋值等。
  4. 如果定义类时没有写构造函数,系统会生成一个默认的无参构造函数,默认构造函数没有参数,不做任何工作。
  5. 如果定义了构造函数,系统不再生成默认的无参构造函数.
  6. 对象生成时构造函数自动调用,对象一旦生成,不能在其上再次执行构造函数
    一个类可以有多个构造函数,为重载关系。

(三)构造函数的分类

  • 按参数种类分为:无参构造函数、有参构造函数、有默认参构造函数
  • 按类型分为:普通构造函数、拷贝构造函数(赋值构造函数)

(四)在类内定义构造函数(基本用法)

#include 
using namespace std;

//声明Time类 
class Time
{
public:  //成员函数共有部分 
    Time()  //定义构造成员函数,函数名与类名相同 
    {
        hour= 0;  //利用构造函数给对象中的数据成员都赋初值为0 
        minute= 0;
        sec= 0;
    }
    //成员函数的声明
    void set_time(); 
    void show_time(void);
private:  //类的私有数据部分 
    int hour;  //默认数据也是私有的 
    int minute;
    int sec; 
};

//定义成员函数
//获取时间数据函数 
void Time::set_time(void)  
{
    cin >> hour;
    cin >> minute;
    cin >> sec;
}

//显示时间格式的函数 
void Time::show_time(void)  //显示时间函数 
{
    cout << hour << ":" << minute << ":" << sec << endl;
}

//主函数 
int main()
{
    Time t1;  //通过类Time实例化对象t1
    t1.set_time();  //调用成员函数,给t1的数据成员赋值
    t1.show_time();  //显示t1的数据成员值 
    return 0;
}

二、带参构造函数与其调用

(一)带参构造函数

简单来说,就是构造函数定义中带有参数,然后对参数进行操作;

调用构造函数内实例化对象;

在调用时,传入参数。和无参数的构造函数的调用做个对比就很清晰了:

//假设已经定义了一个类Box,则在实例化对象时,也就是调用构造函数时:
Box b1;  //实例化无参构造函数
Box b2(10001, "Chung", 'F');  //实例化带参构造涵数,传入指定的参数
//提示:正常情况下没有定义构造函数的话,就会默认生成一个构造函数,不影响数据的赋值,也不需要调用        

(二)有参构造实例

#include 
using namespace std;

class Box
{
public:
    Box(int, int, int);  //声明带参数的构造函数
    int Volume();  //声明计算体积的构造函数
private:  //私有数据部分定义长宽高的变量 
    int height;
    int width;
    int length; 
};

//定义Box类的构造函数 ,带有3个参数 
Box::Box(int h, int w, int len) 
{
    height= h;  //对私有成员进行初始化 
    width= w;
    length= len;  
}
//也可以简化写成一行:Box(int h, int w, int len):height(h), width(w), length(len){  } 

//定义计算体积的成员函数
Box::Volume() 
{
    return(height * width * length);  //计算体积 
}

//定义主函数 
int main()
{
    //由于构造函数是带有参数的,因此实例化时需要传入参数 
    Box b1(12, 25, 30);  //通过Box类实例化对象b1 
    cout << "盒子1的体积为:" <<  b1.Volume() << endl;
    Box b2(15, 30, 21);  //实例化对象b2
    cout << "盒子2的体积为:" << b2.Volume() << endl;
    return 0; 
}

(三)初始化列表

在定义带参构造函数时,可以两种写法,都可以进行传参。

1.正常写法

//加入已经定义了类Box,则构造函数的定义如下:
Box(int h, int w, int len) 
{
    height= h;  //对私有成员进行初始化 
    width= w;
    length= len;  
}

2.初始化列表写法

Box(int h, int w, int len):height(h), width(w), length(len){  } 

这种写法是需要直接定义参数变量再对成员变量赋值的,而是写成了一行,

注意点:变量必须一一对应才能正常传参。

(四)有默认参数的构造函数

就是带有默认参数的构造函数,在实例化时若传入参数,则传入的参数值优先;若没有传入参数,则就使用指定的默认参数。

#include 
using namespace std;

class Box
{
public:
    Box(int h=10, int w=10, int len=10);  //声明带参数的构造函数
    int Volume();  //声明计算体积的构造函数
private:  //私有数据部分定义长宽高的变量 
    int height;
    int width;
    int length; 
};

//定义Box类的构造函数 ,带有3个参数 
Box::Box(int h, int w, int len) 
{
    height= h;  //对私有成员进行初始化 
    width= w;
    length= len;  
}
//也可以不指定默认参数: Box::Box(int h, int w, int len){  }

//定义计算体积的成员函数
Box::Volume() 
{
    return(height * width * length);  //计算体积 
}

//定义主函数 
int main()
{
    //由于构造函数是带有默认参数的,因此实例化时可以不传入参数 
    Box b1;  //通过Box类实例化对象b1 
    cout << "盒子1的体积为:" <<  b1.Volume() << endl;
    //传入不同个数参数的对象 
    Box b2(1);  //实例化对象b2,传入一个参数 ,默认对应第一个参数,即int h=1 
    cout << "盒子2的体积为:" << b2.Volume() << endl;
    Box b3(1, 1);  //通过Box类实例化对象b3 ,h=1, w=1 
    cout << "盒子3的体积为:" <<  b3.Volume() << endl;
    Box b4(1, 1, 1);  //实例化对象b4, h=1, w=1, len=1 
    cout << "盒子4的体积为:" << b4.Volume() << endl;
    return 0; 
}

三、拷贝构造函数

(一)概念

  • 一种特殊的构造函数,当对象之间复制时会自动调用拷贝构造函数。
  • 若类中没有显示定义拷贝构造函数,则系统会自动生成默认拷贝构造函数。
  • 使用场合:旧对象初始化新对象

(二)自定义拷贝构造函数

如果自定义了拷贝构造函数,则系统不会默认生成拷贝构造函数了。

//假如已经定义了一个类Box,则通过以下方式定义拷贝构造函数:
Box(const Box &p)  
{
    age= p.age;
    name= p.name;
}

//调用拷贝构造函数
Box b3(b2);  //传入参数就是一个对象b2

在定义拷贝函数那个括号中:p是一个引用类型,括号内相当于Box p=b2,b2是已经实例化的一个对象,const加上\&就是常量引用了。

因此,拷贝构造就是简单的拷贝值,因为它就是个常量引用,此处就是引用了对象b2。调用那句,就是说明通过Box类实例化一个对象b3,引用了对象b2的数据。

(三)匿名对象(少用)

简单来说,就是没有名字的对象,这个对象只能用一次,只在定义行起作用,一般情况是不会去用它的。

//假如已经定义好了类Box,则可以有以下三种匿名对象的实例化:
Box (10, "Chung");  //有参构造函数匿名对象
Box ();  //无参构造函数匿名对象

//有名对象调用(用以区别匿名对象)
Box p(15, "Hawk");

注意:匿名对象不能用括号法调用拷贝函数,也就是说不能写成这样:Box (b2);

(四)显示法调用构造函数(实例化)

//假如已经定义好了类Box,则实例化对象时可以用显示法:
Box b1= Box(10, "Chung");  //调用有参构造函数
Box b2= Box();  //调用无参构造函数
Box b3= Box(b1);  //调用拷贝函数

(五)隐式法调用构造函数(实例化)

//假如已经定义好了类Box,则调用使用隐式法实例化对象为以下三种情况:
Box b1= {10, "Chung"};  //调用有参构造函数
Box b2= b1;  //调用拷贝函数

//注意:隐式法无法调用无参构造函数,也就是不能写成:
Box b3={};

禁止隐式法调用构造函数可在构造函数定义前加上:explicit

四、构造函数的重载

与普通的函数重载基本是没有区别,就是同一个函数名因为参数不同代表不同的函数,只是这里的构造函数都没有返回值:

#include 
using namespace std;

//声明一个Box类 
class Box
{
public:
    Box();  //声明一个无参数的构造函数(并未定义) 
    //定义一个有参数的构造函数,用参数的初始化表对数据成员初始化 
    Box(int h, int w, int len):height(h), width(w), length(len){  }  
    //相当于:
    /*Box(int h, int w, int len)
    {
        h= height;
        w= width;
        length= len;
    } */
    int Volume();  //声明成员函数V,也就是计算体积的函数 
private:  //私有部分,数据成员的定义 
    int height;
    int width;
    int length;
};

//在类外面定义无参数的构造函数Box 
Box::Box()
{
    height= 10;  //在构造函数里对类的私有成员进行私有化
    width= 10;
    length= 10; 
}

//在类外定义进行有长、宽、高计算的成员函数
int Box::Box::Volume()
{
    return (height * width * length);
} 

int main()
{
    Box b1;  //通过Box类实例化对象b1 
    cout << "通过无参构造函数初始化的盒子体积为:" <<  b1.Volume() << endl;
    Box b2;  //实例化对象b2
    cout << "通过有参构造函数初始化的盒子体积为:" << b2.Volume() << endl;
    return 0; 
}

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