深入解析C++中的构造函数和析构函数

1.构造函数
　　1.1构造函数的概念
　　构造函数是C++中的特殊成员函数，用于初始化新创建的对象。当一个类的对象被声明并实例化时，构造函数自动被调用。它的主要作用是确保对象在其生命周期开始时就处于有效状态。
　　1.2构造函数的思想
　　构造函数的思想是在创建对象时，用于初始化对象的成员变量和执行其他必要的操作。构造函数在对象创建时自动调用，不需要手动调用。构造函数的主要目的是确保对象被正确地初始化，以便在使用对象时不会出现未定义的行为或错误。
　　1.3构造函数的特点
　　1）构造函数的名称与类名称相同，并且没有返回类型（包括void类型），包括默认构造函数和带参数的构造函数。
　　2）构造函数可以重载，即在同一个类中可以定义多个具有不同参数列表的构造函数。
　　3）构造函数可以带有参数，在创建对象时，可以根据传递的参数值来初始化对象的成员变量。
　　4）构造函数可以进行一些初始化操作，例如分配内存、调用其他对象的构造函数等。
　　5）构造函数可以被继承，子类可以调用父类的构造函数来初始化父类的成员变量。
　　1.4构造函数的作用
　　1）对象的初始化：构造函数用于初始化对象的成员变量，确保对象在创建时具有正确的初始状态。
　　2）分配和初始化成员变量：构造函数可以分配并初始化类的成员变量，以便在对象创建时设置默认值或特定的初始状态。
　　3）进行必要的前置操作：构造函数可以执行一些必要的前置操作，例如打开文件、连接数据库等。
　　4）为对象分配内存：构造函数负责为对象分配内存空间，这通常发生在通过 new 运算符创建对象时。
　　5）链接到其他对象或资源：构造函数可以将对象链接到其他对象或资源，以便对象能够使用这些外部资源。
　　6）初始化对象的状态：构造函数可以设置对象的初始状态，例如设置指针成员变量为 null、设置计数器为 0 等。
　　7）执行其他必要的操作：构造函数还可以执行其他与对象创建相关的必要操作，如申请资源、注册回调函数等。
　　8）为派生类提供基类的初始化：在派生类的构造函数中，可以通过调用基类的构造函数来初始化继承自基类的成员变量。
　　1.5构造函数的操作
　　1）定义类结构：

　class Book {
　　private:
　　char* title; // 私有成员变量，用于存储动态分配的标题字符串
　　public:
　　// 构造函数声明
　　Book(const char* t);
　　};

2）实现构造函数：
　　在类外部实现构造函数，它负责接收一个 C 风格字符串并将其复制到动态分配的内存中。

　Book::Book(const char* t) {
　　// 计算字符串长度（包括终止符 ''）
　　size_t len = strlen(t) + 1;
　　// 动态分配内存
　　title = new char[len];
　　// 使用标准库函数strcpy复制字符串
　　strcpy(title, t);
　　}

3）构造函数操作：
　　当创建 Book?对象时，构造函数会被自动调用：

　int main() {
　　Book book("The Title of the Book"); // 这里调用了构造函数
　　// ...
　　return 0;
　　}
```　在上述代码中，当我们创建 book对象时，传入的字符串 "The Title of the Book"将被复制到通过 new分配的内存空间中。
　　1.6构造函数的分类
　　构造函数可以分为以下几种分类：
　　1.6.1默认构造函数（Default Constructor）
　　如果一个类没有定义任何构造函数，那么编译器会自动生成一个默认构造函数。默认构造函数没有任何参数，并且不进行任何初始化操作。

class MyClass {
　　public:
　　 // 默认构造函数
　　 MyClass() {
　　 // 进行初始化操作
　　 }
　　};
　　int main() {
　　 // 创建一个对象，调用默认构造函数
　　 MyClass obj;
　　 return 0;
　　}

　　1.6.2带参数构造函数（Parameterized Constructor）
　　带参数构造函数接收一定数量和类型的参数，用于对对象的成员变量进行初始化。通过传递不同的参数值，可以创建具有不同初始状态的对象。
　　

class MyClass {
　　public:
　　 // 带参数构造函数
　　 MyClass(int value) {
　　 // 进行初始化操作，使用参数value对对象进行初始化
　　 }
　　};
　　int main() {
　　 // 创建一个对象，调用带参数构造函数
　　 MyClass obj(10);
　　 return 0;
　　}

1.6.3拷贝构造函数（Copy Constructor）
　　拷贝构造函数是一种特殊的构造函数，用于创建一个新对象，并将现有对象的值复制到新对象中。拷贝构造函数通常用于对象之间的值传递或对象的复制。
　　

class MyClass {
　　public:
　　 // 拷贝构造函数
　　 MyClass(const MyClass& other) {
　　 // 进行拷贝操作，将other对象的值复制到当前对象中
　　 }
　　};
　　int main() {
　　 // 创建一个对象，调用拷贝构造函数
　　 MyClass obj1;
　　 MyClass obj2 = obj1; // 或者 MyClass obj2(obj1);
　　 return 0;
　　}

　1.6.4移动构造函数（Move Constructor）
　　移动构造函数是C++11引入的一种特殊构造函数，用于将右值引用参数转移或"窃取"其资源，而不是进行复制。移动构造函数可以提高程序的效率和性能。
　　

class MyClass {
　　public:
　　 // 移动构造函数
　　 MyClass(MyClass&& other) {
　　 // 进行移动操作，将other对象的资源移动到当前对象中
　　 }
　　};
　　int main() {
　　 // 创建一个对象，调用移动构造函数
　　 MyClass obj1;
　　 MyClass obj2 = std::move(obj1); // 或者 MyClass obj2(std::move(obj1));
　　 return 0;
　　}

　1.6.5委托构造函数（Delegating Constructor）
　　委托构造函数是C++11引入的一种特殊构造函数，它允许一个构造函数调用同一个类的另一个构造函数，以避免代码冗余。
　　

class MyClass {
　　public:
　　 // 默认构造函数
　　 MyClass() : MyClass(0) {
　　 // 委托给带参数的构造函数
　　 }
　　 // 带参数构造函数
　　 MyClass(int value) {
　　 // 进行初始化操作，使用参数value对对象进行初始化
　　 }
　　};
　　int main() {
　　 // 创建一个对象，调用默认构造函数
　　 MyClass obj;
　　 return 0;
　　}

　　1.6.6虚拟构造函数（Virtual Constructor）
　　虚拟构造函数是一种在基类中声明的构造函数，用于在派生类中动态创建基类对象。虚拟构造函数是通过在基类中声明纯虚函数来实现的。
　　

class Base {
　　public:
　　 // 虚拟构造函数
　　 virtual Base* clone() const {
　　 return new Base(this);
　　 }
　　 // 其他成员函数和数据成员
　　};
　　class Derived : public Base {
　　public:
　　 // 虚拟构造函数的重写
　　 virtual Derived clone() const {
　　 return new Derived(this);
　　 }
　　 // 其他成员函数和数据成员
　　};
　　int main() {
　　 // 创建一个派生类对象，调用虚拟构造函数的重写
　　 Base basePtr = new Derived();
　　 Base* copy = basePtr->clone();
　　 // 其他操作
　　 delete basePtr;
　　 delete copy;
　　 return 0;
　　}

　　1.7构造函数的练习
　　1.7.1题目
　　设计并实现一个 Person类，其中包含姓名和年龄属性，并编写一个自定义构造函数来初始化这些属性。
　　1.7.2步骤
　　1）定义 `Person` 类结构，声明私有成员变量。
　　2）编写构造函数，接受姓名（字符串类型）和年龄（整型）作为参数。
　　3）在构造函数内，对传入的参数进行有效性检查（可选）。
　　4）将传入的参数值赋给对应的成员变量。
　　1.7.3代码
　　

// Step 1: 定义 Person 类
　　class Person {
　　private:
　　 std::string name;
　　 int age;
　　public:
　　 // Step 2: 编写构造函数
　　 Person(const std::string& n, int a) {
　　 // Step 3: 参数有效性检查（例如年龄应该大于0）
　　 if (a < 0) {
　　 throw std::invalid_argument(“Age must be positive.”);
　　 }
　　 // Step 4: 赋值给成员变量
　　 name = n;
　　 age = a;
　　 }
　　 // 其他成员函数…
　　};
　　// 使用构造函数创建一个 Person 对象
　　int main() {
　　 Person person(“John Doe”, 30);
　　 return 0;
　　}

2.折构函数
　　2.1折构函数的概念
　　析构函数是C++中另一种特殊的成员函数，它与构造函数相反，在对象生命周期结束时（例如对象的作用域结束或者delete一个动态分配的对象时）自动调用。析构函数主要用于清理工作，如释放内存、关闭文件等。
　　2.2折构函数的思想
　　析构函数是一种特殊的成员函数，在对象销毁时自动调用，用于释放对象所占用的资源。
　　析构函数与构造函数相对应，构造函数用于对象的初始化，而析构函数用于对象的清理与释放。
　　2.3折构函数的特点
　　1）析构函数没有参数，且没有返回值。
　　2）析构函数的名称与类名相同，前面加上波浪号（~）作为前缀。
　　3）只能有一个析构函数，且不能被继承或重载。
　　4）析构函数不能被显式地调用，不能被重载。
　　5）对象销毁时，析构函数会自动调用，从而完成对象的销毁和资源的释放。
　　6）析构函数按照对象的创建顺序的逆序调用，即先创建的对象后销毁。
　　2.4折构函数的作用
　　1）释放动态分配的内存或资源。
　　2）关闭打开的文件、数据库连接等。
　　3）清理对象中的临时数据和状态。
　　4）执行其他清理和释放操作。