C++構造函數和析構函數: 初始化和清理資源

構造函數和析構函數是面向對象編程中非常重要的概念，用於對象初始化和資源清理。在C++中，每個對象都有一個構造函數和一個析構函數，它們在對象的創建和銷毀時分別被調用。

一、構造函數

構造函數在對象創建時被調用，主要用於對象的初始化工作。C++中的構造函數沒有返回值，且函數名與類名相同。

class Student {
public:
    Student(string name, int age) {
        m_name = name;
        m_age = age;
        cout << "構造函數被調用" << endl;
    }
private:
    string m_name;
    int m_age;
};

上面的代碼定義了一個Student類，其中有一個構造函數，該構造函數接受兩個參數，分別是姓名和年齡。在構造函數中，我們把這兩個參數賦值給m_name和m_age成員變數，然後輸出一句話”構造函數被調用”。

下面是一個示例代碼，創建了一個Student對象，調用構造函數並輸出結果：

Student s("Tom", 18);

執行結果如下：

構造函數被調用

可以看到，我們創建了一個Student對象，並調用了構造函數。

（一）默認構造函數

如果我們沒有為類定義構造函數，編譯器會自動生成一個默認構造函數。默認構造函數沒有參數，什麼也不做。因此，如果我們定義了自己的構造函數，編譯器就不會為我們生成默認構造函數了。

class Student {
public:
    Student() {
        cout << "構造函數被調用" << endl;
    }
private:
    string m_name;
    int m_age;
};

上面的代碼定義了一個默認構造函數，沒有參數，只是輸出一句話”構造函數被調用”。

下面是一個示例代碼，創建了一個Student對象，調用默認構造函數並輸出結果：

Student s;

執行結果如下：

構造函數被調用

可以看到，我們創建了一個Student對象，並調用了默認構造函數。

（二）拷貝構造函數

拷貝構造函數在對象拷貝時被調用，主要用於對象的深拷貝。

class Student {
public:
    Student(const Student& s) {
        m_name = s.m_name;
        m_age = s.m_age;
        cout << "拷貝構造函數被調用" << endl;
    }
private:
    string m_name;
    int m_age;
};

上面的代碼定義了一個拷貝構造函數，接受一個常量引用類型的參數。在函數體中，我們將傳入的Student對象s的姓名和年齡賦值給新創建的對象中的對應成員變數，然後輸出一句話”拷貝構造函數被調用”。

下面是一個示例代碼，創建了一個Student對象s1，然後通過s2 = s1進行對象拷貝並輸出結果：

Student s1("Tom", 18);
Student s2 = s1;

執行結果如下：

構造函數被調用
拷貝構造函數被調用

可以看到，我們創建了一個Student對象s1，並調用了構造函數。然後通過s2 = s1進行對象拷貝，並調用了拷貝構造函數。

二、析構函數

析構函數在對象銷毀時被調用，主要用於對象的資源清理工作。C++中的析構函數沒有參數，也沒有返回值，函數名與類名相同，前面加上一個波浪線(~)。

class Student {
public:
    ~Student() {
        cout << "析構函數被調用" << endl;
    }
private:
    string m_name;
    int m_age;
};

上面的代碼定義了一個析構函數，沒有參數，只是輸出一句話”析構函數被調用”。

下面是一個示例代碼，創建了一個Student對象s，然後銷毀該對象並輸出結果：

Student s("Tom", 18);
// Do something...
// ...
s.~Student();

執行結果如下：

構造函數被調用
析構函數被調用

可以看到，我們創建了一個Student對象s，並調用了構造函數。然後在執行一些操作之後，手動調用了析構函數銷毀該對象。

（一）析構函數的調用時間

在C++中，析構函數的調用時間是由編譯器決定的。通常來說，在一個對象的作用域結束時，編譯器就會自動調用它的析構函數。當程序執行到函數末尾，或者一個局部對象離開其作用域時，都會調用該對象的析構函數。

void func() {
    Student s("Tom", 18);
    // Do something...
    // ...
} // s的作用域結束，析構函數被調用

上面的代碼定義了一個函數func，其中創建了一個Student對象s。在函數結束時，s的作用域結束，編譯器自動調用了它的析構函數。

三、小結

構造函數和析構函數是C++中非常重要的概念，用於對象的初始化和資源的清理。每個類都應該有自己的構造函數和析構函數，以確保對象的正確創建和銷毀。在構造函數中，我們可以對對象的成員變數進行初始化操作，而在析構函數中，則可以進行對象的清理工作。

除此之外，C++中還有很多其他的構造函數和析構函數相關的概念，例如拷貝構造函數、移動構造函數、虛析構函數等等。在實際開發中，我們需要根據具體的需求選擇適當的構造函數和析構函數，來滿足程序的要求。