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C++——构造函数

news 2025/7/12 9:17:41

构造函数是 C++ 中最重要的特殊成员函数之一，它在创建对象时自动调用，用于初始化对象的状态。本文将全面介绍 C++ 构造函数的各个方面，包括基本概念、类型、语法、特殊用法以及最佳实践。

一、构造函数的基本概念

1. 定义与作用

构造函数是与类同名的特殊成员函数，在对象创建时自动调用，主要作用包括：

初始化对象成员变量
分配资源（如内存、文件句柄等）
执行必要的设置操作

2. 构造函数的特点

名称必须与类名相同
没有返回类型（连 void 也不能声明）
可以重载（一个类可以有多个构造函数）
编译器自动生成默认构造函数（如果用户没有定义任何构造函数）

二、构造函数的类型

1. 默认构造函数

没有参数或所有参数都有默认值的构造函数：

class MyClass {
public:// 无参默认构造函数MyClass() {std::cout << "Default constructor called" << std::endl;}// 带默认参数的构造函数MyClass(int x = 0, double y = 0.0) : valX(x), valY(y) {std::cout << "Parameterized constructor with defaults called" << std::endl;}
private:int valX;double valY;
};

2. 参数化构造函数

接受参数用于初始化对象的构造函数：

class Point {
public:Point(int x, int y) : xCoord(x), yCoord(y) {std::cout << "Point created at (" << xCoord << ", " << yCoord << ")" << std::endl;}
private:int xCoord;int yCoord;
};

3. 拷贝构造函数

拷贝构造函数的典型声明如下：

class MyClass {
public:MyClass(const MyClass& other);
};

其中， other 是对同类型对象的引用，通常是常量引用。

使用同类型另一个对象初始化新对象的特殊构造函数：

class String {
public:// 普通构造函数String(const char* str = "") {size = strlen(str);data = new char[size + 1];strcpy(data, str);}// 拷贝构造函数String(const String& other) {std::cout << "Copy constructor called" << std::endl;size = other.size;data = new char[size + 1];strcpy(data, other.data);}~String() {delete[] data;}
private:char* data;size_t size;
};

4. 移动构造函数 (C++11)

通过"窃取"临时对象的资源来构造新对象，避免不必要的拷贝：

class ResourceHolder {
public:// 移动构造函数ResourceHolder(ResourceHolder&& other) noexcept : resource(other.resource), data(other.data) {other.resource = nullptr;other.data = nullptr;std::cout << "Move constructor called" << std::endl;}// 其他成员...
private:int* resource;char* data;
};

三、构造函数的语法详解

1. 基本语法

class ClassName {
public:// 构造函数声明ClassName(); // 默认构造函数ClassName(Type1 param1, Type2 param2, ...); // 参数化构造函数// 成员初始化列表语法ClassName(Type1 param1, Type2 param2) : member1(param1), member2(param2) {// 构造函数体}
};

2. 成员初始化列表

在构造函数体执行前初始化成员变量
比在构造函数体内赋值更高效（特别是对于类类型成员和 const 成员）
必须使用成员初始化列表的情况：
- const 成员变量
- 引用成员变量
- 没有默认构造函数的类类型成员

class MemberInitExample {
private:const int constMember;int& refMember;std::string strMember;
public:// 必须使用成员初始化列表MemberInitExample(int val, int& ref, const char* str) : constMember(val), refMember(ref), strMember(str) {// constMember = val; // 错误：不能给const成员赋值// refMember = ref;  // 错误：引用必须在初始化时绑定}
};

3. 委托构造函数 (C++11)

一个构造函数可以调用同一个类的另一个构造函数：

class Rectangle {
private:int width, height;
public:// 主构造函数Rectangle(int w, int h) : width(w), height(h) {}// 委托构造函数Rectangle(int size) : Rectangle(size, size) {} // 调用主构造函数// 另一个委托构造函数Rectangle() : Rectangle(1, 1) {} // 调用size构造函数
};