详解构造函数，包括机制、作用、种类、用法以及延伸思考

今年我要找工作了，在准备笔试面试的过程中，发现了很多平时没注意的细节，这一篇先说说类的构造函数吧！

说的要有不对的地方，请大家给我提醒一下。

1.       构造函数的作用

class counter
{
public:
counter()
{
m_value =0;
}
private:
int m_value;
};

Eg: counter c1;

机制：该类对象被创建时，编译系统对象分配内存空间，并自动调用该构造函数

作用：构造函数完成数据成员的初始化工作。

2.    构造函数的种类

class Complex
{
private:
double m_real;
double m_imag;
public:
//	a.无参构造函数
//	如果创建一个类你没有写任何构造函数,则系统会自动生成默认的无参构造函数，函数为空，什么都不做
//	只要你写了一个下面的某一种构造函数，系统就不会再自动生成这样一个默认的构造函数
//	如果希望有一个这样的无参构造函数，则需要自己显示地写出来
Complex(void)
{
m_real =0.0;
m_imag =0.0;
}

//	b.重载构造函数
//	一个类可有多个重载构造函数，前提是参数的个数或者类型不同（基于c++的重载函数原理）
Complex(double real,double imag)
{
m_real =real;
m_imag =imag;
}

//	c.复制构造函数（拷贝构造函数）
//	参数为类对象的引用，将已存在对象的数据成员的值复制到新创建的对象中
//	若没有显示复制构造函数，则系统会默认创建一个复制构造函数，但当类中有指针成员时，由系统默认创建该复制构造函数会存在风险
Complex(const Complex &c)
{
m_real =c.m_real;
m_imag =c.m_imag;
}

// 	d.类型转换构造函数，根据一个指定的类型的对象创建一个本类的对象
// 	例如：下面将根据一个double类型的对象创建了一个Complex对象
Complex::Complex(double r)
{
m_real = r;
m_imag = 0.0;
}

// 	e.等号运算符重载
// 	注意，这个类似复制构造函数，将=右边的本类对象的值复制给等号左边的对象
// 	它不属于构造函数，等号左右两边的对象必须已经被创建
//	 若没有显示的写=运算符重载，则系统也会创建一个默认的=运算符重载，只做一些基本的拷贝工作
Complex &operator=( const Complex &rhs )
{
// 首先检测等号右边的是否就是左边的对象本身，若是对象本身,则直接返回
if ( this == &rhs )
{
return *this;
}

// 复制等号右边的成员到左边的对象中
this->m_real = rhs.m_real;
this->m_imag = rhs.m_imag;

// 把等号左边的对象再次传出
// 目的是为了支持连等 eg:    a=b=c 系统首先运行 b=c
// 然后运行 a= ( b=c的返回值,这里应该是复制c值后的b对象)
return *this;
}
};

3.下面使用上面定义的类对象来说明各个构造函数的用法：

void main()
{
// 	调用了无参构造函数，数据成员初值被赋为0.0
Complex c1,c2;

// 	调用一般构造函数，数据成员初值被赋为指定值
Complex c3(1.0,2.5);
//	也可以使用下面的形式
Complex c3 = Complex(1.0,2.5);

//    把c3的数据成员的值赋值给c1，c1已事先创建，故此处不会调用任何构造函数
//    只调用 = 号运算符重载函数
c1 = c3;

//    先调用类型转换构造函数，将5.2创建为一个本类的临时对象，
//	 然后调用等号运算符重载，将该临时对象赋值给c1
c2 = 5.2;

// 	调用拷贝构造函数( 有下面两种调用方式)
Complex c5(c2);
Complex c4 = c2;
// 注意这里等号左边的对象不是事先已经创建，故需要调用拷贝构造函数，参数为c2
}

4.思考题

a. 复制构造函数为什么可以直接访问对象c的私有成员?

回答：访问权限是对“类”说的，不是对“对象”，复制构造函数，作为类的成员函数，当然可以访问私有成员。

 

b. 挑战题，了解引用与传值的区别

Complex test1(const Complex& c)
{
return c;
}

Complex test2(const Complex c)
{
return c;
}

Complex test3()
{
static Complex c(1.0,5.0);
return c;
}

Complex& test4()
{
static Complex c(1.0,5.0);
return c;
}

void main()
{
//调用了无参构造函数，各一次
Complex a,b;

// 下面函数执行过程中各会调用几次构造函数，调用的是什么构造函数？
//	调用了复制构造函数两次
test1(a);
//   调用了复制构造函数一次
test2(a);

//	先调用了重载构造函数一次，复制构造函数一次，最后调用了等号运算符重载
b = test3();
//		先调用了重载构造函数一次，等号运算符重载一次，类型转换构造函数一次
b = test4();

//	复制构造函数一次，类型转换构造函数一次
test2(1.2);
// 下面这条语句会出错吗？
//	复制构造函数一次
test1(1.2);
//若最后一个换成test1( Complex(1.2 )) ，不出错，结果一样
}

c.     构造函数可以是虚函数吗？

不可以，虚函数的执行依赖虚函数表，虚函数表在构造函数中进行初始化，即初始化虚指针，让他指向正确的虚函数表。构造函数，在构造对象期间，虚函数表尚未初始化，无法进行。

 

d. 构造函数可以是内联函数吗？

可以，但是一般不要使用内联，因为构造函数很多情况下会有隐含动作（比如调用基类成员对象构造函数等）。

内联函数是指在调用函数的地方插入函数实现代码，节省函数调用的开销。

这是一种用空间换时间的做法。声明内联函数时用inline关键字。

 

e.    构造函数失败如何处理？

构造函数没有返回值，因此无法通过返回错误码来判断构造函数，最好办法应该是抛出一个异常。另外由于构造函数抛出异常时，析构函数就不会执行了，故同时还需要对已经执行的动作（如分配了内存、打开了文件、锁定了信号量等等）进行清理，将这些资源释放掉。