
[导读] C++语言有时候也拿来写写应用代码,可是居然发现连构造、析构都还没弄明白,把这糟心的概念整理分享一下。 在谈类的构造前,先聊聊面向对象编程与面向过程的个人体会。 面向过程策略要谈这个问题,先来对比一下传统面向过程的编程策略: ![]() 比较典型的–C, Pascal, Basic, Fortran语言,传统的做法是整了很多函数,整合时主要是整合各函数的调用,main函数协调对过程的调用,并将适当的数据作为参数在调用间进行传递流转而实现业务需求。信息流转主要靠:
![]() 如上图,传统面向过程编程语言,比如C语言其编程的主要元为函数,这种语言有这些弊端:
当然如C语言开发,现在的编程策略已经大量引入了面向对象编程策略了,但是要实现这些对象编程策略,则开发人员本身需要去实现这些面向对象本身的策略,需要自己手撕实现这些基础的对象思想。所以这里仅仅就语言本身特征做为说明,不必纠结。而这些策略如果由编程语言本身去实现,则显然是一个更优异的解决方案。但是比如嵌入式领域为嘛不直接用C++呢,而往往更多采用C的方式采用对象策略来撸代码呢? 嵌入式领域更多需要与底层硬件打交道,而C语言本身抽象层级相对更适合这种场景,结合对象策略编程则可以兼顾重用封装等考量。 回到技术发展历史来看,1970年代初期,美国国防部(DoD)成立了一个工作队,调查其IT预算为何总是失控的原因,其调查结果是:
而面向对象编程语言则很好的解决了这些弊端:
而现代面向对象编程语言(OOP: Object-Oriented Programming) ,从语言本身角度,其编程的场景则变成下面一种截然不一样的画风: ![]() 程序的运行态:是不同的实例化对象一起协作干活的场景 应用程序通过对象间消息传递,对象执行自身的行为进而实现业务需求。编写代码,设计类,撰写类的代码,然而应用程序运行时,却是以相应的类实例化的对象协作完成逻辑,这就是所谓面向对象编程的含义。那么对于对象而言,具有哪些属性呢?
从上面的描述,应用程序本质是很多对象相互协作一起在干活,就好比一个车间,有机器、工人、工具等一起相互在一起产生相互作用,从而完成某项产品的制造。那么,这些对象从哪里来呢? 对象来自于类的实例化,谁负责实例化对象呢?这就是类中构造函数干的活,那么析构函数就是销毁对象的。所以构造函数管生,析构函数管埋。 构造管 “生”构造函数按照类的样式生成对象,也称为实例化对象,那么C++中有哪几种构造函数呢? ![]() 构造函数的相同点:
那为嘛又要整这么几个不同的构造函数呢?举个生活中你或许遇到过的栗子:
那么,到底不同的构造函数有些什么不同呢?为嘛C++语言设计这么多种不同的构造函数呢?
ClassName(const ClassName &old_object); . P5 E( L' U' ?/ ~% V9 H 析构管“埋” 析构函数通常用于释放内存,并在销毁对象时对类对象及其类成员进行其他清理操作。当类对象超出生命周期范围或被显式删除时,将为该类对象调用析构函数。
既然析构函数是构造函数的反向操作,对于对象管"埋",那么什么时候“埋”呢?
前面说如果程序猿没有显式定义析构函数,编译器会自动生成一个默认的析构函数。言下之意是有的时候需要显式定义析构函数,那么什么时候需要呢? “生”与“埋”举例 前面说构造管“生”,析构管“埋”,那么到底怎么“生”的呢?怎么“埋”呢?,看看栗子: #include <iostream>, M7 H/ q: n* yusing namespace std; class Rectangle { public: Rectangle(); Rectangle(int w, int l); Rectangle(const Rectangle &rct) {width = rct.width; length = rct.length; } ~Rectangle();5 q1 ^5 W" w/ r( N) A5 x public:, {; w% E- E9 s) j- B8 S0 R int width, length; };7 q3 W# V. O( w9 j2 s' r! { Rectangle::Rectangle(). d7 c8 o# p" L1 N) O {- F9 V8 e8 T) t7 T$ r# i9 m" D cout << "默认矩形诞生了!" << endl;, G& F; U! e/ U7 g! O0 a1 w m } Rectangle::Rectangle(int w, int l) {' Q3 w8 a, X, L* B4 r' I width = w;# e+ o$ G% B. ~1 \ length = l; cout << "指定矩形诞生了!" << endl; }% g* I# G4 M8 k" N% \ Rectangle::~Rectangle() { q4 E C# I" X) n( v/ I/ q cout << "矩形埋掉了!" << endl; } int main()! @/ r- Z5 `- V0 Z { ( O( v3 u% e- g' g Rectangle rct1;* b9 W# l6 C1 p Rectangle *pRct = new Rectangle(2,3);3 M! g: o. I! ^/ S$ _ Rectangle rct2 = rct1;' P# S W( F1 O# W- S% t$ o return 0;$ k; o. @: @* }$ R6 m. p } 这个简单的代码,实际运行的输出结果: 默认矩形诞生了!指定矩形诞生了! 矩形埋掉了! t# l! ^$ n4 }+ J( ], ~/ T4 [9 B 矩形埋掉了! 技术人总是喜欢眼见为实:因为看见,所以相信!,看看其对应的汇编代码(VC++ 2010汇编结果,这里仅贴出main函数,仅为理解原理,对于汇编指令不做描述,其中#为对汇编注释): 31: int main()7 ], L2 \6 S( V7 K32: { 012C1660 55 push ebp 012C1661 8B EC mov ebp,esp 012C1663 6A FF push 0FFFFFFFFh " r' Q3 r# h' b: U 012C1665 68 76 53 2C 01 push offset __ehhandler$_main (12C5376h) 012C166A 64 A1 00 00 00 00 mov eax,dword ptr fs:[00000000h] 9 H& {! A+ n$ w0 e$ ~7 H 012C1670 50 push eax $ ], O8 S" g2 Y& _: `3 o1 T6 z 012C1671 81 EC 14 01 00 00 sub esp,114h - ] v9 E4 Y3 b: R) x 012C1677 53 push ebx 012C1678 56 push esi 012C1679 57 push edi * I7 W) i m- ]5 l. E 012C167A 8D BD E0 FE FF FF lea edi,[ebp-120h] 9 Z3 J/ ~# P/ {/ L* ?% J 012C1680 B9 45 00 00 00 mov ecx,45h 012C1685 B8 CC CC CC CC mov eax,0CCCCCCCCh * V- P3 n9 z) b1 F( G 012C168A F3 AB rep stos dword ptr es:[edi] 012C168C A1 00 90 2C 01 mov eax,dword ptr [___security_cookie (12C9000h)] 012C1691 33 C5 xor eax,ebp ; r& U$ h! [. W" K) h/ ]- C. ` 012C1693 50 push eax 7 p/ u7 P/ Y) s8 r2 ] 012C1694 8D 45 F4 lea eax,[ebp-0Ch] 4 ]. D$ o- V: L" r | 012C1697 64 A3 00 00 00 00 mov dword ptr fs:[00000000h],eax 33: Rectangle rct1; 012C169D 8D 4D E8 lea ecx,[ebp-18h] ' v' C% ~2 _; a #调用默认构造函数管“生”( b# i2 A2 z9 `2 R. q, u 012C16A0 E8 32 FA FF FF call Rectangle::Rectangle (12C10D7h) 0 {0 E9 t7 j$ v1 o7 y5 T5 P 012C16A5 C7 45 FC 00 00 00 00 mov dword ptr [ebp-4],0 % q# V( a4 b2 G/ n& g" `" O 34: Rectangle *pRct = new Rectangle(2,3);( u' u& X! S( `: t 012C16AC 6A 08 push 8 012C16AE E8 41 FB FF FF call operator new (12C11F4h) 9 v! ^5 P; C1 U0 N o8 z' d& H7 K0 r 012C16B3 83 C4 04 add esp,4 / j) q2 K3 w' D6 x0 L, M! E: y' ^ 012C16B6 89 85 F4 FE FF FF mov dword ptr [ebp-10Ch],eax ) v( J+ {5 s% I% i, o4 u( ` 012C16BC C6 45 FC 01 mov byte ptr [ebp-4],1 - k$ |+ i7 {; U' r1 i2 i 012C16C0 83 BD F4 FE FF FF 00 cmp dword ptr [ebp-10Ch],0 ! X" U/ e- x! F. |, O 012C16C7 74 17 je main+80h (12C16E0h) 012C16C9 6A 03 push 3 #传参: U* |8 w' R0 ~9 r7 T 012C16CB 6A 02 push 2 #传参 " ?5 K: C. C& i3 J: ~. i8 P 012C16CD 8B 8D F4 FE FF FF mov ecx,dword ptr [ebp-10Ch] #调用参数化构造函数$ y3 z) Y* b# i$ R7 t! [3 G 012C16D3 E8 B8 FA FF FF call Rectangle::Rectangle (12C1190h) 012C16D8 89 85 E0 FE FF FF mov dword ptr [ebp-120h],eax ; C* X7 v. F+ [5 k8 c% J 012C16DE EB 0A jmp main+8Ah (12C16EAh) 2 }% l' s! l4 ^/ k9 A 012C16E0 C7 85 E0 FE FF FF 00 00 00 00 mov dword ptr [ebp-120h],0 012C16EA 8B 85 E0 FE FF FF mov eax,dword ptr [ebp-120h] ( b" X" I& n. z c 012C16F0 89 85 E8 FE FF FF mov dword ptr [ebp-118h],eax # ] G$ S6 D8 m 012C16F6 C6 45 FC 00 mov byte ptr [ebp-4],0 012C16FA 8B 8D E8 FE FF FF mov ecx,dword ptr [ebp-118h] 6 U Z2 w; J( n1 C/ h, E 012C1700 89 4D DC mov dword ptr [ebp-24h],ecx 4 r/ [5 y2 O) v% x; q3 g/ G 35: Rectangle rct2 = rct1;% _7 w- j) a" E3 m% p 012C1703 8D 45 E8 lea eax,[ebp-18h] 012C1706 50 push eax # p, _ _$ b3 u; C- D 012C1707 8D 4D CC lea ecx,[ebp-34h] #调用拷贝构造函数! i' u0 O7 C4 S& V' U 012C170A E8 3C F9 FF FF call Rectangle::Rectangle (12C104Bh) 36: 37: return 0; 012C170F C7 85 00 FF FF FF 00 00 00 00 mov dword ptr [ebp-100h],0 5 U3 ^/ s2 {8 y 012C1719 8D 4D CC lea ecx,[ebp-34h] + f3 ?4 N' `7 | #调用析构函数,销毁rct2' l8 B/ v" ?4 K" O# z0 t 012C171C E8 15 FA FF FF call Rectangle::~Rectangle (12C1136h) 012C1721 C7 45 FC FF FF FF FF mov dword ptr [ebp-4],0FFFFFFFFh 012C1728 8D 4D E8 lea ecx,[ebp-18h] ' m- u; L" r' x5 e* `5 n3 P #调用析构函数,销毁rct14 w+ X5 b# t) y3 W* e 012C172B E8 06 FA FF FF call Rectangle::~Rectangle (12C1136h) 012C1730 8B 85 00 FF FF FF mov eax,dword ptr [ebp-100h] ) V# a6 R/ i: G5 d: ^ 38: }; G# D# Z( n" Q, S" W; s: `% l 这里引发几个问题: 问题1:为什么先析构rct2,后析构rct1呢?
你如不信,将上述代码修改一下,测测: Rectangle::~Rectangle(){( n% x' H3 P1 m! {0 f1 g q cout <<"当前宽为:" << width << "矩形埋掉了!" << endl;" Q& v! z6 B3 ~5 w. e7 R } `4 X# b% B+ Q6 G; M: `& V int main() { Rectangle rct1; rct1.width = 1; Rectangle *pRct = new Rectangle(2,3);8 p0 `7 }+ {" V+ p: D8 W Rectangle rct2 = rct1;/ C# U% B9 E" a N rct2.width = 2;% M0 w' y, q4 T) e1 p) \$ H% C return 0; }% w; Y3 p6 C* F/ ~. w6 B/ W 其输出结果为: 默认矩形诞生了!指定矩形诞生了!! }! \7 [/ V3 n 当前宽为:2矩形埋掉了!9 a! u4 I4 |6 }1 q 当前宽为:1矩形埋掉了!, x8 V, Q2 ]4 @/ ` 问题2:请问上述代码,构造函数被调用了几次?析构函数又被调用了几次?这是经常面试会考察的基础知识。显然前面的打印以及给出了答案。 问题3:该代码有啥隐患?
所以应该修正一下: Rectangle::~Rectangle(){ g$ j' u& ]" k cout <<"当前宽为:" << width << "矩形埋掉了!" << endl;; ^2 H" |, ^2 ` }( q+ D0 I% e, C, F, X int main()/ b9 ?* b- L! ?* u- H" g { Rectangle rct1;4 G/ n0 S1 p2 p rct1.width = 1; Rectangle *pRct = new Rectangle(2,3); Rectangle rct2 = rct1; rct2.width = 3;( r/ u; H) s! ` delete pRct; cout << "手动埋掉!" << endl; return 0;' W8 |" x6 r/ p+ A, }# k' Z7 N/ i i' q }; I+ {$ e' K7 ?+ V8 j 看看输出结果: 默认矩形诞生了!指定矩形诞生了!, {$ l$ D) t. g& D& H 当前宽为:2矩形埋掉了! 手动埋掉! 当前宽为:3矩形埋掉了!' m1 C, m0 X- o* U7 [) V/ ~ 当前宽为:1矩形埋掉了! 总结一下
对于拷贝构造函数,还有一个所谓深拷贝、浅拷贝的要点没有涉及,下次学习总结分享一下,敬请关注期待~,如发现文中有错误,敬请留言指正,不胜感激~ - u& R4 p; Q0 C. f2 S |