【C++養成計劃】類與對象 || 構造函數 || 析構函數（Day10）

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文章目錄

1. 類與對象

4. 析構函數

1. 類與對象

假設我們要編寫一個程序，來模擬人，如下圖這樣。

首先你可能想到的是，人具有一些屬性，比如：姓名、年齡、性別、興趣愛好等；

除此之外，還能做一些事情，比如：自我介紹、吃飯、鍛鍊、購物等，我們可以把做的事情統稱爲方法。

於是，在程序中，我們可以定義一種結構，這種結構裏包含人的屬性以及做的事情（方法），從而能夠簡單的模仿一個人。這種結構就是類。
注：方法就是屬於該類的函數。

(1) 類

類的結構如上圖所示，它包括屬性和方法兩個部分。
在使用類時，我們先要對其聲明。在聲明類時，需要記住以下三點：

使用關鍵字class，在class後定義一個類名
在{ }裏分別放置若干屬性、方法
注意結尾要加分號;

下面舉例聲明一個簡單的類Human：

class Human
{
	//屬性：
	string Name;
	int Age;
	string Gender;
	//方法：
	void Introduce();
	void eat(string food);
}

通過上面的例子，我們學會了用關鍵字class，創建一個簡單的類Human。在這裏，也可以稱Human是我們自己創建的一個數據類型，並在其中封裝了相應的屬性和函數。
注：封裝是指將數據以及使用他們的方法進行邏輯組合，這是面向對象編程的重要特徵。

(2) 對象

類相當於藍圖，只是聲明類並不會對程序的執行有何影響，就如同聲明一個函數而不去調用它一樣。在程序執行時，對象是類的化身。要使用類的功能，通常需要根據類實例化一個對象，並通過對象訪問類的屬性和方法。

類似於聲明一個變量，實例化一個Human的對象如下：

int a;  //聲明一個變量
Human Jack;  //實例化一個對象Jack

同樣也可以使用 new 爲Human對象動態地分配內存。

回憶一下，我們在《面試官：指針都不會，我們不需要你這樣的人！》中，學習瞭如何用 new 爲int類型的數據動態分配內存。

int* pNum = new int;
delete pNum;

在這裏，Human作爲我們自己創建的數據類型。那麼使用 new 爲 Human 對象動態地分配內存如下：

Human* pHuman = new Human(); //動態分配內存給Human對象。new返回分配的內存地址給指針pHuman，也可以說pHuman指向分配的內存
delete pHuman;

(3) 句點運算符（.）

使用 句點運算符（.） 可以訪問屬性和成員函數。
比如，還是上面的Human類，我們先實例化一個對象Jack。然後就可以通過 (.) 訪問它的屬性和成員函數。

Human Jack;
Jack.Age = 18;  //訪問屬性
Jack.Introduce();  //訪問成員函數

除此之外，當有一個指針pJack，它指向Human類的一個實例對象Jack，也可以通過 (.) 來訪問成員：

Human* pJack = new Human();
(*pTom).Introduce()

(4) 指針運算符 (->)

如果對象是使用 new 在自由存儲區中實例化的，或者有指向對象的指針。就可以使用指針運算符 (->) 來訪問成員屬性和方法。

對象使用 new 在自由存儲區中實例化時，使用 (->) 來訪問成員。

Human* pJack = new Human()
pJack->Age = 18;
pJack->Introduce();
delete pTom;

當指針指向對象時，使用 (->) 來訪問成員。

Human Jack;
Human* pJack = &Jack;
pJack->Age = 18;
pJack->Introduce()

2. public 和 private

每個人都會有很多個人信息，其中有些可以公開，有些隱私不能公開。那麼在類中，我們也可以通過關鍵字public、private來指定哪些屬性和方法是公有的，哪些是私有的。
當類屬性和方法聲明爲公有時，就可以通過對象直接獲取它們。當聲明爲私有時，就只能在類的內部（或其友元）中訪問。
下面舉一個例子：在現實中，很多人不想公開自己的實際的年齡，因此Huaman類中Age是一個私有成員。當你想向外指出的年齡比實際小3歲時，就可以在公有的方法SetAge中，將歲數減3。

#include<iostream>
using namespace std;

class Human
{
private:
	int Age;
public:
	void GetAge(int InputAge)
	{
		Age = InputAge;
	}
	int SetAge()
	{
		return (Age-3);
	}		
};
int main()
{
	Human Tom;
	Tom.GetAge(20);
	
	Human Jack;
	Jack.GetAge(18);
	
	cout<<"Tom的年齡是："<<Tom.SetAge()<<endl;
	cout<<"Jack的年齡是："<<Jack.SetAge()<<endl;
	return 0;
}

運行結果：

在程序中，如果直接通過 Tom.Age 來訪問Age，編譯時會報錯。因爲Age是私有成員。

3. 構造函數

簡單來說，構造函數是一種特殊的函數（方法），在創建對象時被調用。

(1) 聲明與實現

構造函數有兩個特點：

函數名與類名相同。
函數不返回任何值。

構造函數有兩種聲明方式：既可在類中，也可以在類外。

1.在類中聲明
class Human
{
public:
	Human()
	{
		函數體；
	}
};

2.在類外聲明
class Human
{
public:
	Human();  //構造函數聲明
};
Human::Human()  //定義構造函數
{
	函數體；
}

程序中，(::) 被稱爲作用域運算符。

(2) 如何使用構造函數

構造函數總是在創建對象時被調用，這讓構造函數成爲類成員變量初始化的理想場所。
下面舉個例子：使用構造函數初始化類成員變量

#include<iostream>
using namespace std;

class Human
{
private:
	string Name;
	int Age;
	
public:
	Human()
	{
		cout<<"構造函數：初始化變量Age"<<endl;
		Age=0;
	}
	void SetName(string InputName)
	{
		Name = InputName;
	} 
	void SetAge(int InputAge)
	{
		Age = InputAge;
	}
	void Introduce()
	{
		cout<<"I am " + Name<< " and am "<<Age<<" years old"<<endl;
	}
};

int main()
{
	Human Man;
	Man.SetName("Jack");
	Man.SetAge(18);
	
	Man.Introduce();
	return 0; 
}

運行結果：

可見，我們可以使用構造函數，用來初始化變量。

(3) 重載構造函數

與普通函數一樣，構造函數也能重載。因此可創建一個將姓名作爲參數的構造函數。如下所示：

class Human
{
public:
	Human()
	{
		默認構造函數；
	}
	Human(string InputName)
	{
		重載構造函數；
	}
}；

下面舉一個實際的例子：定義了兩個不同的重載構造函數，在創建Human對象時要提供姓名或年齡：

#include<iostream>
using namespace std;

class Human
{
private:
	string Name;
	int Age;
	
public:
	Human()
	{
		cout<<"調用構造函數：初始化變量Age"<<endl;
		Age=0;
	}
	Human(string InputName)
	{
		cout<<"調用重載構造函數1：初始化變量Name"<<endl;
		Age = 0; 
		Name= InputName; 
	}
	Human(string InputName, int InputAge)
	{
		cout<<"調用重載構造函數2：初始化變量Age、Name"<<endl;
	}
	void SetName(string InputName)
	{
		Name = InputName;
	} 
	void SetAge(int InputAge)
	{
		Age = InputAge;
	}
	void Introduce()
	{
		cout<<"I am " + Name<< " and am "<<Age<<" years old"<<endl<<endl;;
	}
};

int main()
{
	Human Man;  //實例化對象
	Man.SetName("Jack");
	Man.SetAge(18);
	Man.Introduce();
	
	Human Woman("Lucy");  //實例化對象，並提供了一個參數
	Woman.SetAge(16);
	Woman.Introduce();
	
	Human Kid("Tom0", 6);   //實例化對象，並提供了兩個參數
	Kid.Introduce();
	return 0; 
}

運行結果：

這上面這個例子中，一共聲明瞭三個構造函數：1個默認構造函數、2個重載構造函數。

那麼，在實例化一個對象時，到底是自動調用哪一個構造函數呢？
從上面的例子可以得出答案：依據實例化對象時提供的參數，編譯器會自動調用相應的構造函數。比如實例化時沒有參數，就調用默認構造函數；有1個參數Name，則調用重載構造函數1；有兩個參數Name和Age，則調用重載構造函數2。

這個問題再拓展一下：當類中沒有默認構造函數，那麼在實例化對象時，必須提供對應的參數Name或Age。更具提供參數，選擇調用重載構造函數1或2。

注：如果對重載函數還不太熟悉的同學，得先加加餐：【C++養成計劃】深入淺出——函數（Day6）

(4) 帶默認值的構造函數

和普通函數一樣，構造函數也可以帶參數。如下所示：

class Human()
{
private:
	string Name;
	int Age;
public:
	Human(string InputName, int InputAge=18)
	{
		Name = InputName;
		Age = InputAge;
	}
};

這樣的話，我們在實例化對象的時候，就要兩種方式：

Human Man("Tom");
Human Woman("Lucy", 16); //這時16就會覆蓋默認值

4. 析構函數

與構造函數一樣，析構函數也是一種特殊的函數。不同的是，析構函數在對象銷燬時自動被調用。

其聲明方式和構造函數也近似，只是在前面加了一個波浪號（~）。如下所示：

1.類內聲明
class Human
{
public:
	~Human()
	{
		析構函數；
	}
}；

2.類外聲明
class Human
{
public:
	~Human();
};
Human::~Human()
{
	構造函數；
}

何時使用析構函數：
每當對象不再在作用域內或通過delete被刪除，進而被銷燬時，都將調用析構函數。這使得析構函數是重置變量、釋放動態分配內存和其他資源的理想場所。

小結:
在對象創建時，編譯器會自動調用構造函數；對象銷燬時，將自動調用構造函數。
注：構造函數、析構函數都是編譯器自動調用的。

相關文章我都放這裏了：【C++21天養成計劃】

由於水平有限，博客中難免會有一些錯誤，有紕漏之處懇請各位大佬不吝賜教！

【C++養成計劃】類與對象 || 構造函數 || 析構函數（Day10）

文章目錄

1. 類與對象

(1) 類

(2) 對象

(3) 句點運算符（.）

(4) 指針運算符 (->)

2. public 和 private

3. 構造函數

(1) 聲明與實現

(2) 如何使用構造函數

(3) 重載構造函數

(4) 帶默認值的構造函數

4. 析構函數

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