構造析構與拷貝賦值那些事

構造函數

關於構造函數，咱們耳熟能詳，彷佛都沒有必要成爲一個知識點，或者說是重要的知識點拿出來特殊說明，畢竟C++的編譯器都能幫咱們完成這個工做，只是，事情真的如想象的那麼簡單麼；

可能不是。

本文試圖挖掘關於構造函數，可能不是那麼簡單的一面，固然也不會很全面，權當一塊兒學習了。

構造函數的概念：提供類的對象的初始化的方式，類經過一個或幾個特殊的成員函數來控制對象的初始化過程。

有這個概念出發，咱們能夠知道，全部的構造函數都是在類的對象初始化時由系統調用的，具體調用哪一個是按重載函數的調用規則來的。

備註:構造函數不能被聲明爲const。能夠想一想爲什麼?

構造函數也不能是虛函數，這個應該好解釋。

默認構造函數

這個最簡單，在面向對象的世界裏，萬物皆是對象，由於萬物皆須要構造函數，若是咱們沒有定義一個構造函數，那麼就由C++的編譯器幫咱們完成，在《c++ primer》裏叫作合成的默認構造函數。

下面開始咱們的編碼求學之旅：

首先，定義一個類設計者工具類：

#include <iostream>

using namespace std;
class ClassDesignTool
{
public:
    void printSp(){
    cout << sp_ << "\n";
    }
private:
    string *sp_;
        
};

在這樣一個什麼沒有寫構造函數的類裏，默認構造函數依然會在編譯階段生成，測試代碼以下：

ClassDesignTool tool;
tool.printSp();

在VS2010的編譯環境下的結果是CCCCCCCC，看到這個你應該很熟悉，這是Windows環境下對全部未顯式賦值變量的默認賦值，這也就能證實，Windows系統在編譯後使用默認合成構造函數，將成員變量sp_賦值爲CCCCCCCC了。

若是你不放心，能夠把默認構造函數加上去，

ClassDesignTool(){};

測試的結果是同樣的。

這說明，若是你不許備在類的對象初始化時作點什麼，徹底能夠把這件事交給編譯器。反之，咱們須要作點別的工做了。

覆蓋默認構造函數

可能，你認爲默認的合成構造函數什麼事也沒作，對它心有怨恨，因此你決定出馬把它改寫(覆蓋之)。

ClassDesignTool():sp_(new string("lcksfa")){
    cout << "use override default constructor " << "\n";
}

//打印函數同時修改
void printSp(){
    cout << "sp_ is " << sp_->c_str() << "\n";
}

測試結果：

use override default constructor
sp_ is lcksfa

如今，咱們覆蓋（override）了默認構造函數，合成的默認構造函數不會被調用，而調用咱們本身的構造函數。

構造函數重載

函數重載（overload）的概念，我相信你們都不會陌生，對於構造函數，一樣的也能將其重載。和調用普通的重載函數同樣，系統會在初始化對象時，根據不一樣的參數類型去調用不一樣的重載構造函數：

在上面的代碼裏添加以下代碼：

//overload constructor  
ClassDesignTool(const string& str)
    :sp_(new string(str)){
        std::cout << "use overload constructor " << "\n"; 
    }

以上，咱們重載了一個構造函數，其參數爲一個const string&類型。

ClassDesignTool tool4(string("4"));
tool4.printSp();

測試結果以下：

use overload constructor
sp_ is 4

這說明，當咱們添加了構造函數的重載函數後，使用string("4")參數構造對象時，調用了咱們的string參數的構造函數。

拷貝構造函數

上面的東西都很簡單，下面，咱們說下稍微複雜的。

從函數重載層面，拷貝構造函數也是構造函數的重載，只是其參數爲本類的const引用，以下：

//copy constructor
ClassDesignTool(const ClassDesignTool&);

ClassDesignTool::ClassDesignTool(const ClassDesignTool& rhs)
{
    std::cout << "use copy constructor from " << rhs.sp_->c_str() << "\n";
    sp_ = new string(*(rhs.sp_));
}

何時調用？

ClassDesignTool tool("lcksfa");
ClassDesignTool tool2(tool);
tool2.printSp();

測試輸出：

use overload constructor
use copy constructor from lcksfa
sp_ is lcksfa

以上代碼說明，tool是使用的構造函數初始化，其參數爲"lcksfa"，而tool2是使用拷貝構造函數初始化，其參數爲tool。

析構函數

說完構造函數，說下析構函數。咱們知道對象在建立時調用了構造函數，而在銷燬時則會調用析構函數。

//destructor
~ClassDesignTool(){
    std::cout <<"use destructor "<<sp_->c_str()<<"\n";
    delete sp_;
}

以上是析構函數，事實上，我已經把默認的析構函數給覆蓋了，緣由在於sp_的內存釋放，若是使用合成的默認析構函數，系統將不會釋放sp__的內存，從而致使內存泄漏。

和構造函數不一樣，析構函數沒有重載函數。這一點和人生很像啊。

執行方式

每個構造函數都是 由兩部分組成的，一個是初始化部分，另外一個纔是函數體，成員的初始化是在函數體執行以前完成的，因此你的代碼裏也須要作這兩個部分的區分，不要把成員的初始化和函數體混爲一體，由於，可能會影響析構函數的執行（只是，沒有你想的那麼嚴重）。由於一個析構函數，其也是由函數體和其析構部分組成的，析構時，先執行函數體，再執行銷燬操做，成員按構造的初始化列表的逆序銷燬。

由析構函數體引發的

若是你須要覆蓋重寫析構函數體，那麼幾乎能夠確定你還須要拷貝構造函數和拷貝賦值運算符。

舉例子，我在上面的程序中重寫了析構函數，由於我須要顯示釋放sp_的內存，按上面的程序看，還可能出現什麼問題呢？畢竟我沒有拷貝賦值運算符函數。在測試函數中添加如下代碼：

ClassDesignTool tool ;
{
    ClassDesignTool tool2("not me");

    tool2 = tool;
    // tool.printSp();
    tool2.printSp();
}

測試輸出：

use override default constructor
use overload constructor
sp_ is lcksfa
use destructor lcksfa
use destructor
///奔潰了！！！

使用大括號{}將tool2的賦值部分封起來，確保tool2先析構。

程序輸出後，到tool析構處就奔潰了！

緣由何在？

由於這裏的系統默認的賦值運算是直接將sp_ 的值進行賦值，而沒有去拷貝sp_ 指向的內存，tool2離開做用域時調用析構將sp_ delete掉了，等到tool離開做用域時，嘗試delete的仍是同一塊內存，因而就出現了double delete的問題!

賦值操做運算符

這種狀況的解決方案之一就是咱們本身定義一個賦值操做運算符：

ClassDesignTool& 
ClassDesignTool::operator=(const ClassDesignTool& rhs)
{
    std::cout << "use copy-assignment operaotr"<<"\n";

    auto spNew = new string(*(rhs.sp_));
    delete sp_;
    sp_ = spNew;
    return *this;
}

本函數的寫法頗爲模式化：

1. 將待拷貝的對象拷貝到新內存
2. 釋放sp_原來指向的內存
3. 使用新拷貝的指針值給sp_賦值。
4. 最後將 * this的引用返回（能夠說凡是指望返回ClassDesignTool& ，最後都是返回 * this）

總結起來就是 綜合了析構和構造函數的操做。銷燬了左值運算對象的資源，而從右值運算對象中拷貝資源。

小結：本文初略的說明了構造函數、析構函數和拷貝賦值運算符的重載，能夠做爲入門者的參考。