构造函数

此文将介绍有关构造函数的知识。

在上一篇和上上篇博客中,我们已经多次举过实例化对象的例子了。不知道大家有没有想过一个问题,在我们进行实例化对象的时候,对象中的数据成员的初始值会是多少?可能大家也不太清楚这个问题。下面我们通过一个试验来看看,如果不初始化数据成员,那么会出现什么样的情况。

#include <iostream>
#include <string>
#include <stdlib.h>
using namespace std;

class Student
{
public:
    void setName(string _name)
    {
        m_strName = _name;
    }
    string getName()
    {
        return m_strName;
    }
    void setGender(string _gender)
    {
        m_strGender = _gender;
    }
    string getGender()
    {
        return m_strGender;
    }
    int getScore()
    {
        return m_iScore;
    }
    void initScore()
    {
        m_iScore = 0;
    }
    void study(int _score)
    {
        m_iScore += _score;
    }
private:
    string m_strName;
    string m_strGender;
    int m_iScore;
};

int main(void)
{
    Student stu;
    stu.setName("Zhangsan");
    stu.setGender("Male");
    //stu.initScore();
    stu.study(2);
    stu.study(7);
    cout << stu.getName() << " " << stu.getGender() << " " << stu.getScore() << endl;
    system("PAUSE");
    return EXIT_SUCCESS;
}

这是之前举过的一个关于数据封装的例子,我们定义了一个初始化函数initScore(),功能是让m_iScore初始化为0,现在我们将其注释掉,看看运行出来的结果是什么。


运行结果1

可以看到,打印出来的“学分”数据已经变成了一个不可控的数字。可见,如果不进行初始化,那么程序可能会出现很大的问题。

我们在编写代码的时候,很有可能会忘记调用初始化函数,或者可能会重复调用初始化函数。那么如何解决这样的问题呢?于是,C++给我们提供了一个特殊的函数,叫做构造函数。

构造函数有以下这些规则和特点:1.在实例化对象的时候会被自动调用,这样一来就很有效地避免了我们可能会忘记初始化变量的问题;2.在类中定义构造函数时,要和类名同名;3.构造函数是没有返回值的,在声明构造函数的时候,即便是void这样的返回值都不用写;4.构造函数可以有多个重载形式;5.在实例化对象的时候,仅使用一个构造函数;6.当用户没有定义构造函数时,编译自动生成一个构造函数,这个构造函数不会起任何的作用。

定义构造函数时,可以将其定义为无参的形式,也可以定义为有参的形式。

下面我们举一个定义无参构造函数的例子。

class Student
{
public:
    Student() { m_strName = "Jack"; }
private:
    string m_strName;
};

可以看到,函数没有定义任何参数,直接将"Jack"这个初始值赋给了m_strName。

那么如何定义有参的构造函数呢?

class Student
{
public:
    Student(string name)
    {
        m_strName = name;
    }
private:
    string m_strName;
};

这样就写成了一个有参的构造函数,用户可以给m_strName传入初始值。

前面说到,构造函数是可以重载的,于是,我们可以将一个无参构造函数和一个有参构造函数定义在同一个类下。
(补充知识:重载——当两个函数的函数名相同,我们对函数进行调用时,编译器会根据用户输入的参数顺序、参数类型、参数个数来决定调用哪一个函数,这就是函数的重载。)
接下来我们通过一个完整的程序来看一下构造函数的重载。

Teacher.h

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Teacher
{
public:
    Teacher();//无参构造函数
    Teacher(string name, int age = 20);//有参构造函数
    void setName(string _name);
    string getName();
    void setAge(int age);
    int getAge();
private:
    string m_strName;
    int m_iAge;
};

Teacher.cpp

#include "Teacher.h"

Teacher::Teacher()
{
    m_strName = "Jim";
    m_iAge = 5;
    cout << "Teacher()" << endl;
}

Teacher::Teacher(string name, int age)
{
    m_strName = name;
    m_iAge = age;
    cout << "Teacher(string name, int age)" << endl;
}

void Teacher::setName(string _name)
{
    m_strName = _name;
}

string Teacher::getName()
{
    return m_strName;
}

void Teacher::setAge(int _age)
{
    m_iAge = _age;
}

int Teacher::getAge()
{
    return m_iAge;
}

demo.cpp

#include <iostream>
#include <string>
#include <stdlib.h>
#include "Teacher.h"
using namespace std;

int main(void)
{
    Teacher t1;
    Teacher t2("Mary", 15);
    Teacher t3("James");

    cout << t1.getName() << " " << t1.getAge() << endl;
    cout << t2.getName() << " " << t2.getAge() << endl;
    cout << t3.getName() << " " << t3.getAge() << endl;

    system("PAUSE");
    return EXIT_SUCCESS;
}

这是一段跨文件定义函数的例子,在类中我们定义了两个构造函数,一个无参,一个有参。为了显示出在执行代码时,编译器调用的是哪一个构造函数,我们在每一个构造函数的函数体里面都加入了打印该函数声明的代码。

我们实例化了三个对象,调用构造函数的方法如代码所示。没有参数传入时,只需实例化对象即可;若有参数传入,在实例化对象时在对象名后加上括号,在里面填入参数即可。接下来看一下运行的结果。


运行结果2

可以看到,实例化t1时,编译器调用了无参的构造函数;而实例化t2,t3时,编译器调用了有参的构造函数。在实例化t3的过程中,我们只传入了一个名字的变量,所以编译器会将定义函数中的默认值age=20赋给m_iAge。值得注意的是,如果我们定义了一个无参构造函数和一个有参构造函数,而有参构造函数中的参数都被赋予了默认值,那么当我们想通过无参构造函数实例化对象时(比如实例化t1),两个构造函数会出现冲突,编译过程中就会出错,因为它不知道到底应该调用哪一个构造函数。

学习完了构造函数的特点和用法,我们可以很轻松地实现变量初始化。除了上述的方法,我们还可以使用另一种方法通过构造函数来进行初始化,那就是构造函数初始化列表。那么它具体怎么使用呢?我们在下一篇博客中会继续介绍。

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