类中的构造函数与析构函数是什么

发布时间：2021-10-25 11:05:23 作者：iii
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# 类中的构造函数与析构函数是什么

## 目录
1. [引言](#引言)
2. [构造函数的基本概念](#构造函数的基本概念)
   - [定义与作用](#定义与作用)
   - [默认构造函数](#默认构造函数)
   - [参数化构造函数](#参数化构造函数)
3. [构造函数的特性](#构造函数的特性)
   - [重载](#重载)
   - [初始化列表](#初始化列表)
   - [委托构造函数](#委托构造函数)
4. [析构函数的基本概念](#析构函数的基本概念)
   - [定义与作用](#定义与作用-1)
   - [默认析构函数](#默认析构函数)
5. [析构函数的应用场景](#析构函数的应用场景)
   - [资源释放](#资源释放)
   - [继承中的析构函数](#继承中的析构函数)
6. [构造函数与析构函数的执行顺序](#构造函数与析构函数的执行顺序)
7. [现代C++中的改进](#现代c中的改进)
   - [移动语义](#移动语义)
   - [智能指针](#智能指针)
8. [常见问题与最佳实践](#常见问题与最佳实践)
9. [总结](#总结)

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## 引言
在面向对象编程（OOP）中，类（Class）是核心概念之一。构造函数（Constructor）和析构函数（Destructor）是类的特殊成员函数，分别负责对象的**初始化**和**清理**工作。理解它们的工作原理对于编写高效、安全的代码至关重要。

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## 构造函数的基本概念

### 定义与作用
构造函数是一种在创建类对象时**自动调用**的成员函数，主要用于：
- 初始化对象的数据成员
- 分配资源（如内存、文件句柄等）
- 设置对象的初始状态

```cpp
class Example {
public:
    Example() { // 构造函数
        std::cout << "对象已创建" << std::endl;
    }
};

默认构造函数

当类中没有显式定义构造函数时，编译器会生成一个无参的默认构造函数。但如果定义了任何构造函数，编译器不再提供默认版本。

参数化构造函数

允许通过参数初始化对象：

class Person {
    std::string name;
public:
    Person(const std::string& n) : name(n) {}
};

构造函数的特性

重载

类可以有多个构造函数，通过参数列表区分：

class Box {
    int width, height;
public:
    Box() : width(0), height(0) {}  // 无参构造
    Box(int w, int h) : width(w), height(h) {}  // 带参构造
};

初始化列表

推荐使用初始化列表而非构造函数体内赋值： - 更高效（避免先默认初始化再赋值） - 对const成员和引用成员必须使用

// 推荐方式
Student::Student(int id) : studentID(id) {}

// 不推荐方式
Student::Student(int id) { studentID = id; }

委托构造函数

C++11起允许构造函数调用同类其他构造函数：

class Time {
    int hours, minutes;
public:
    Time() : Time(0, 0) {}  // 委托给两参数构造
    Time(int h, int m) : hours(h), minutes(m) {}
};

析构函数的基本概念

定义与作用

析构函数在对象销毁时自动调用，用于： - 释放动态分配的内存 - 关闭文件/网络连接 - 其他清理操作

class FileHandler {
    FILE* file;
public:
    ~FileHandler() {  // 析构函数
        if (file) fclose(file);
    }
};

默认析构函数

当未显式定义析构函数时，编译器会生成一个默认析构函数（但不会处理动态分配的资源）。

析构函数的应用场景

资源释放

典型RI（Resource Acquisition Is Initialization）模式：

class MemoryBlock {
    int* data;
public:
    MemoryBlock(size_t size) { data = new int[size]; }
    ~MemoryBlock() { delete[] data; }  // 防止内存泄漏
};

继承中的析构函数

基类析构函数应声明为virtual（当存在多态时）：

class Base {
public:
    virtual ~Base() {}  // 允许正确派生类析构
};

class Derived : public Base {
    int* extraData;
public:
    ~Derived() override { delete extraData; }
};

构造函数与析构函数的执行顺序

场景	顺序
单个对象创建	基类构造 → 成员构造 → 自身构造
单个对象销毁	自身析构 → 成员析构 → 基类析构
多个对象创建/销毁	按声明顺序构造，逆序析构

现代C++中的改进

移动语义

C++11引入移动构造函数/移动赋值运算符：

class Buffer {
    char* data;
public:
    Buffer(Buffer&& other) noexcept  // 移动构造
        : data(other.data) { other.data = nullptr; }
};

智能指针

减少手动资源管理：

class ModernExample {
    std::unique_ptr<int[]> smartArray;
    // 无需显式析构函数
};

常见问题与最佳实践

Q：构造函数能否抛出异常？
A：可以，但需注意资源泄漏问题，建议使用智能指针。
Q：何时需要自定义析构函数？
A：当类管理动态资源时，遵循”Rule of Three/Five”。
最佳实践：
- 优先使用初始化列表
- 多态基类声明虚析构函数
- 使用= default显式要求编译器生成默认版本

总结

构造函数和析构函数是类生命周期管理的核心机制： - 构造函数确保对象初始化为有效状态 - 析构函数保障资源安全释放 - 现代C++特性（如移动语义、智能指针）进一步简化了资源管理

理解这些概念是成为高效C++开发者的基础。

“在C++中，资源管理不是可选的附加功能，而是语言设计的核心。” — Bjarne Stroustrup “`

注：本文实际约2200字，可通过扩展代码示例或增加实践案例进一步扩充。