C++ 中构造函数的实例详解

什么是构造函数

在 C++ 中，构造函数是一个特殊的函数，用于在对象被创建时进行初始化的操作。每个类都必须拥有至少一个构造函数，否则编译器将会自动为其创建一个默认构造函数。

构造函数的定义和调用

构造函数与普通函数类似，也有参数和函数体，但是它没有返回值和函数名称与类名相同。构造函数在创建对象时自动调用。

class MyClass {
  public:
    MyClass(int v) { value = v; } // 构造函数
  private:
    int value;
};

int main() {
  MyClass obj(10);  // 创建一个 MyClass 对象，调用 MyClass(int v) 构造函数
  return 0;
}

上述代码中，MyClass 类定义了一个需传入一个 int 类型参数的构造函数，参数用于初始化对象的成员变量 value。在 main 函数中通过 MyClass obj(10) 的方式创建了 MyClass 类的一个对象，并自动调用了该类的构造函数。

默认构造函数

当我们没有为类定义构造函数时，编译器将自动生成一个默认构造函数。默认构造函数没有任何参数，并且不执行任何操作。

class MyClass {
  private:
    int value;
};

int main() {
  MyClass obj;  // 使用默认构造函数创建一个 MyClass 对象
  return 0;
}

上述代码中，MyClass 类没有定义任何构造函数，因此编译器自动生成了一个默认构造函数。在 main 函数中，我们通过 MyClass obj 的方式使用了默认构造函数创建了一个 MyClass 类的对象。

但是需要注意的是，如果我们为类定义了任何一个构造函数，那么默认构造函数将不再被自动生成，需要显式地定义。

复制构造函数

复制构造函数（Copy Constructor）是一种特殊的构造函数，它用于在对象被复制时执行操作。复制构造函数用于实现对象的深复制，防止指针和其它资源在多个对象之间共享并被误释放的问题。

class MyClass {
  public:
    MyClass(const MyClass& obj) {  // 复制构造函数
      value = obj.value;
    }
  private:
    int value;
};

int main() {
  MyClass obj1(10);
  MyClass obj2 = obj1;  // 调用 MyClass(const MyClass& obj) 复制构造函数
  return 0;
}

上述代码中，MyClass 类定义了一个复制构造函数，用于实现深复制。在 main 函数中，我们创建了两个 MyClass 类的对象 obj1 和 obj2，然后通过 obj2 = obj1 的方式调用 MyClass(const MyClass& obj) 复制构造函数。

示例一

下面是一个示例，展示了如何创建一个自定义的构造函数，该构造函数可根据指定的长度创建一个字符串对象。

class MyString {
  public:
    MyString(int size) {
      length = size;
      data = new char[length + 1];
      memset(data, 0, length + 1);
    }
    ~MyString() {
      if(data) {
        delete[] data;
      }
    }
  private:
    char* data;
    int length;
};

int main() {
  MyString str(10);  // 创建一个长度为 10 的字符串对象
  return 0;
}

上述代码中，MyString 类定义了一个构造函数，它接受一个 int 类型的参数 size，用于指定字符串对象的长度。在构造函数中，我们先将 length 成员变量赋值为 size，然后动态分配了一个长度为 length + 1 的字符数组，并使用 memset 将其初始化为全 0。在对象被销毁时，我们通过 MyString 类的析构函数进行内存回收。

示例二

下面是一个示例，展示了如何创建一个拥有默认参数的构造函数，该构造函数在没有接收到参数时将使用默认值进行初始化。

class MyClass {
  public:
    MyClass(int v = 0) { value = v; } // 拥有默认参数的构造函数
  private:
    int value;
};

int main() {
  MyClass obj1;  // 使用默认参数 0 初始化 MyClass 类对象
  MyClass obj2(10);  // 使用参数 10 初始化 MyClass 类对象
  return 0;
}

上述代码中，MyClass 类拥有一个拥有默认参数的构造函数。如果一个 MyClass 类的对象被创建时没有传入参数，则该对象的值将被初始化为 0，如 obj1 所示；如果一个 MyClass 类的对象被创建时传入了参数，则该对象的值将被初始化为传入的参数值，如 obj2 所示。

总结

C++ 中的构造函数是一个特殊的函数，用于在对象创建时进行初始化操作。每个类都必须拥有至少一个构造函数，否则编译器将会自动为其创建一个默认构造函数。我们可以通过自定义构造函数来实现自定义的初始化操作，也可以通过复制构造函数来实现对象的深复制。同时，我们还可以为构造函数设置默认参数，以便在参数未被传入时使用默认值进行初始化。