c++ 构造函数的多面探究

一、构造函数的定义

在c++中，每个类都会有一个特殊的成员函数——构造函数。它们可以用来初始化对象的各个成员变量，并分配任何必要的资源。构造函数的名称必须与类名称相同，并且不能有返回类型、不带参数或带一些默认值的参数。下面是一个简单的类定义，其中包含了一个构造函数：

class Person {
public:
    Person() {
        age = 0;
        name = "No Name";
    }
private:
    int age;
    string name;
};

在这个例子中，构造函数中将age和name初始化为默认值0和”No Name”。通过这种方式，构造函数可以在用户不必为每个变量赋值的情况下创建对象。但是，构造函数还可以采用其他方法，如从输入参数中初始化对象的成员变量。

二、默认构造函数

如果一个类没有定义自己的构造函数，那么它将会自动获得一个默认构造函数。默认构造函数被称为无参构造函数，因为它没有输入参数。默认构造函数的定义如下：

class ClassName {
public:
    ClassName() {
        // constructor code
    }
};

如果类中没有定义构造函数，编译器将自动为其生成一个无参数构造函数。但是，如果已经在类中定义了自己的构造函数，那么编译器不会为其生成一个默认的无参构造函数。

三、拷贝构造函数

拷贝构造函数是构造函数的一种特殊形式，被用于将一个对象作为输入参数创建一个新对象。由于它可以从一个现有对象中创建一个新对象，因此这种构造函数被称为拷贝构造函数。拷贝构造函数的参数是一个常量引用，该引用指向要从中创建新对象的源对象。

class ClassName {
public:
    ClassName(const ClassName& copyFrom) {
        // constructor code
    }
};

拷贝构造函数的编写方式与其他构造函数不同的地方在于，它需要将其他对象的状态复制到新对象中。通常，我们会使用成员变量的拷贝构造函数来完成此任务。以下是一个拷贝构造函数的示例：

class Person {
public:
    Person(const Person& other) {
        age = other.age;
        name = other.name;
    }
private:
    int age;
    string name;
};

四、构造函数的初始化

c++中可以使用初始化列表来初始化成员变量。初始化列表通常在构造函数的参数列表后跟着一个冒号列表，其中每个条目都用逗号分隔。初始化列表只能用于构造函数，不能用于其他函数。下面是一个简单的例子：

class Person {
public:
    Person(int theAge, const string& theName) : age(theAge), name(theName) {
        // constructor code
    }
private:
    int age;
    string name;
};

在这个例子中，Initialer列表在构造函数声明中指定年龄和名称变量，用于初始化age和name变量。这样可以帮助避免由于使用默认构造函数而导致不必要的初始化。

五、构造函数的重载

c++中允许重载构造函数，就像重载普通的函数一样。重载构造函数可以帮助我们提供几个不同方式来创建对象。有时，可能需要有几个不同的构造函数来初始化对象的不同部分，具体取决于应用程序的需要。下面是一个利用重载构造函数来实现不同初始化的例子：

class Person {
public:
    Person() {
        age = 0;
        name = "No Name";
    }
    Person(int theAge) {
        age = theAge;
        name = "No Name"; 
    }
    Person(const string& theName) {
        age = 0;
        name = theName;
    }
    Person(int theAge, const string& theName) {
        age = theAge;
        name = theName;
    }
private:
    int age;
    string name;
};

在这里，Person类有不同的构造函数，每个构造函数都提供了一种不同的方式来初始化Person对象。例如，有一个使用age初始化的构造函数，有一个使用name初始化的构造函数，还有一个使用两个参数age和name初始化的构造函数。

六、构造函数的继承

在c++中，一个派生类可以继承其基类中的构造函数。当基类构造函数被调用时，它会初始化基类的成员变量和基类的函数。下面的示例中，派生类Student继承了基类Person的构造函数：

class Person {
public:
    Person(const string& theName) {
        name = theName;
    }
private:
    string name;
};
class Student : public Person {
public:
    Student(const string& theName, int theAge) : Person(theName) {
        age = theAge;
    }
private:
    int age;
};

在这里，派生类Student继承了基类Person的构造函数，并在调用Person的构造函数时使用了输入参数theName。由于Person类中没有age变量，所以在派生类Student的构造函数中进行了初始化。

七、总结

在c++中，构造函数是用于初始化对象的内置函数。各种类型的构造函数可以在c++中得到广泛应用。例如，例如默认构造函数、拷贝构造函数、带有初始化列表的构造函数、重载构造函数和继承的构造函数。了解这些构造函数的类型以及它们的优缺点和用例可以帮助开发人员设计出更好的c++类和库。

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