Что такое конструктор и деструктор c
Любой переменной, участвующей в работе программы, требуется память и некоторое начальное значение. Для переменных встроенных типов размещение в памяти обеспечивается компилятором. Для локальных переменных память выделяется из стека программы и занимается для хранения значения данной переменной до тех, пока не закончится время ее жизни. Сложные типы данных также должны размещаться в памяти и уничтожаться когда их время жизни закончилось. Это осуществляется с использованием конструкторов и деструкторов.
Конструктор (constructor) — это функция-член, имя которой совпадает с именем класса, инициализирующая переменные-члены, распределяющая память для их хранения (new).
Деструктор (destructor) — это функция-член, имя которой представляет собой
имя класса, предназначенная для уничтожения переменных (delete).
Одной из особенностей конструктора и деструктора является то, что в отличие от всех остальных функций, у них нет возвращаемого значения.
4.3.1. Конструкторы
Конструктор по умолчанию
Конструктор, не требующий аргументов, называется конструктором по умолчанию. Конструктор по умолчанию не имеет аргументов и инициализирует все переменные члены какими-либо начальными значениями.
При создании любого экземпляра класса вызывается конструктор. Если при описании экземпляра не указываются никакие параметры – вызывается конструктор по умолчанию:
Полный конструктор
Полный конструктор позволяет явно инициализировать все переменные-члены класса.
Если при описании экземпляра класса в скобках указать параметры, при создании экземпляра класса будет вызван полный конструктор и переменные-члены инициализируются указанными значениями.
Неполный конструктор
Возможен и неполный конструктор, когда в списке параметров указываются не все возможные параметры для инициализации членов класса, а только наиболее часто используемые. Остальные параметры будут инициализированы значениями по умолчанию.
Инициализация переменных-членов класса в конструкторах может осуществляться не только в теле конструктора, но и после оператора :. При этом, во время присваивания переменной-члену значения, будет вызываться не оператор присваивания, а конструктор. Для встроенных типов данных, таких как double или int, это не существенно, но если членами класса являются абстрактные типы, вызов конструктора вместо оператора присваивания будет выполняться быстрее.
или такой вариант:
Конструктор копирования
Конструктор копирования создает копию уже существующего экземпляра класса, копируя поэлементно переменные-члены. Конструктор копирования также используется при передаче экземпляров класса в функции по значению. Обратите внимание, что экземпляр класса передается в конструктор по константной ссылке.
4.3.2. Деструктор (пример 4.4. Конструктор и деструктор класса Матрица)
Деструктор осуществляет освобождение памяти, например уничтожение объектов размещенных динамически.
В классе Lens никакого динамического размещения не происходило, поэтому деструктор будет пустой, но его наличие все равно обязательно. Для примера реализации деструктора, представим, что имеется класс Matrix, который в конструкторе динамически создает двумерный массив размерности n x m. Тогда деструктор должен освобождать память, которую выделяет конструктор.
Конструктор вызывается в момент создания переменной, деструктор вызывается когда время жизни переменной закончилось, то есть когда встречается закрывающая фигурная скобка > блока, в которой была объявлен экземпляр класса, либо когда вызывается оператор delete при динамическом размещении экземпляра класса.
4.3.3. Проверка правильности параметров. Исключительные ситуации
Конструкторы должны проверять передаваемые им аргументы на корректность значений. Например, показатель преломления не может быть меньше 1. Что делать, если в конструктор были переданы неправильные параметры? Для этого в языке С++ существуют исключительные ситуации.
Класс exception является стандартным базовым классом C++ для всех исключений. Исключения можно сгенерировать в случае возникновения непредвиденной ошибки, например мы предполагаем что при вызове класса Lens никто не будет пытаться задать показатель преломления меньше 1, но при этом такая ситуация возможна, и это может привести к ошибке. Сгенерировать исключительную ситуацию можно при помощи оператора throw:
Для обработки возникшей исключительной ситуации используются try и catch блоки.
В блок try заключается код, в котором предположительно могут возникнуть исключительные ситуации. В нашем случае это вызов конструктора. Кроме того, в этот же блок заключают операторы, которые должны быть пропущены в случае, если исключение возникает. В нашем случае вычисление и вывод на экран параксиальных характеристик не имеет смысл выполнять, если в конструкторе возникла ошибка.
Если при выполнение какого-то оператора из блока try возникает исключение – управление сразу переходит к блоку catch. В блоке catch в скобках указывается тип исключения (exception это наиболее общий вид исключения, возможны и другие типы) и имя исключения. Внутри блока catch необходимо обработать ошибку. В нашем случае мы просто выводим на экран сообщение, в каких-то случаях потребуется более сложная обработка. Функция what() содержит текст, сгенерированный в момент создания исключения.
В результаты выполнения данного блока программы на экран выведется сообщение " Index of refraction should be greater than 1.".
Если никаких исключений в try-блоке не происходит, программа игнорирует его catch-обработчик.
Если исключение было сгенерировано, но перехватывание исключения в блоке try не происходило, функция, содержащая этот оператор, немедленно завершается, и программа пытается найти охватывающий try-блок в вызывающей функции. Если нигде в вызывающих функциях не найдется блок try, программа прервется с сообщением об ошибке.
Конструктор и деструктор класса в C++
Возможно вы заметили, что определяя класс, мы не можем инициализировать его поля (члены) в самом определении. Можно присвоить им значение, написав соответствующий метод класса и вызвав его, после создания объекта вне класса. Такой способ не совсем удобен, так как объявляя, допустим, 33 объекта класса нам придется 33 раза вызывать метод, который присваивает значения полям класса. Поэтому, как правило, для инициализации полей класса, а так же для выделения динамической памяти, используется конструктор.
Конструктор (от construct – создавать) – это особый метод класса, который выполняется автоматически в момент создания объекта класса. То есть, если мы пропишем в нем, какими значениями надо инициализировать поля во время объявления объекта класса, он сработает без “особого приглашения”. Его не надо специально вызывать, как обычный метод класса.
В строках 11 – 17 определяем конструктор: имя должно быть идентично имени класса; конструктор НЕ имеет типа возвращаемого значения (void в том числе). Один объект объявляется сразу во время определения класса – строка 25. При запуске программы, конструктор этого объекта сработает даже до входа в главную функцию. Это видно на следующем снимке:
программа еще не дошла до выполнения строки 29 setlocale ( LC_ALL , «rus» ) ; , а конструктор уже “отчитался”, что сработал (кириллица отобразилась некорректно). В строке 30 – смотрим, что содержат поля класса. Второй раз конструктор сработает в строке 32, во время создания объекта obj2 .
Деструктор (от destruct – разрушать) – так же особый метод класса, который срабатывает во время уничтожения объектов класса. Чаще всего его роль заключается в том, чтобы освободить динамическую память, которую выделял конструктор для объекта. Имя его, как и у конструктора, должно соответствовать имени класса. Только перед именем надо добавить символ
Добавим деструктор в предыдущий код. И создадим в классе два конструктора: один будет принимать параметры, второй – нет.
Конструкторы и деструкторы
Конструкторы — это специальные методы, используемые при создании экземпляра класса. Конструктор не может ничего возвращать, поэтому нет необходимости определять для него возвращаемый тип. Обычно метод определяется следующим образом:
Конструктор может быть определен так:
В нашем примере для этой главы, у нас есть Класс автомобиля, с конструктором, который принимает строку в качестве аргумента. Конечно, конструктор также может быть перегружен, т. е. у нас может быть несколько конструкторов с одинаковым именем, но разными параметрами. Вот пример:
Конструктор может вызвать другой конструктор, который пригодится в нескольких ситуациях. Вот пример:
Если вы запустите этот код, вы увидите, что конструктор без параметров вызывается первой. Это может использоваться для создания различных объектов для класса в конструкторе по умолчанию, который может быть вызван из других конструкторов из класса. Вы также можете это сделать в конструкторе, принимающем параметры. Вот простой пример:
Если вы вызываете конструктор, который принимает 2 параметра, первый параметр будет использоваться для вызова конструктора, принимающего 1 параметр.
Деструкторы
Так как C# использует сборщик мусора, то, учитывая, что фреймворк освободит объекты, которые вы больше не используете, могут быть случаи, когда вам нужно сделать некоторую ручную очистку. Деструктор, метод, вызываемый после удаления объекта, может использоваться для очистки ресурсов, используемых объектом. Деструкторы не очень похожи на другие методы в C#. Вот пример деструктора для нашего класса автомобилей:
Конструкторы и деструкторы
Нигде не утверждается, что объект должен быть инициализирован, и программист может забыть инициализировать его или сделать это дважды.
ООП дает возможность программисту описать функцию, явно предназначенную для инициализации объектов. Поскольку такая функция конструирует значения данного типа, она называется конструктором . Конструктор всегда имеет то же имя, что и сам класс и никогда не имеет возвращаемого значения. Когда класс имеет конструктор, все объекты этого класса будут проинициализированы.
Если конструктор требует аргументы, их следует указать:
Если необходимо обеспечить несколько способов инициализации объектов класса, задается несколько конструкторов:
Конструкторы подчиняются тем же правилам относительно типов параметров, что и перегруженные функции. Если конструкторы существенно различаются по типам своих параметров, то компилятор при каждом использовании может выбрать правильный:
Одним из способов сократить количество перегруженных функций (в том числе и конструкторов) является использование значений по умолчанию.
Конструктор по умолчанию
Конструктор, не требующий параметров, называется конструктором по умолчанию . Это может быть конструктор с пустым списком параметров или конструктор, в котором все аргументы имеют значения по умолчанию.
Конструкторы могут быть перегруженными, но конструктор по умолчанию может быть только один.
При создании объекта вызывается конструктор, за исключением случая, когда объект создается как копия другого объекта этого же класса, например:
Однако имеются случаи, в которых создание объекта без вызова конструктора осуществляется неявно:
- формальный параметр – объект, передаваемый по значению, создается в стеке в момент вызова функции и инициализируется копией фактического параметра;
- результат функции – объект, передаваемый по значению, в момент выполнения оператора return копируется во временный объект, сохраняющий результат функции.
Во всех этих случаях транслятор не вызывает конструктора для вновь создаваемого объекта:
- date2 в приведенном определении;
- для создаваемого в стеке формального параметра;
- для временного объекта, сохраняющего значение, возвращаемое функцией.
Вместо этого в них копируется содержимое объекта-источника:
- date1 в приведенном примере;
- фактического параметра;
- объекта-результата в операторе return .
Конструктор копии
Как правило, при создании нового объекта на базе уже существующего происходит поверхностное копирование, то есть копируются те данные, которые содержит объект-источник. При этом если в объекте-источнике имеются указатели на динамические переменные и массивы, или ссылки, то создание копии объекта требует обязательного дублирования этих объектов во вновь создаваемом объекте. С этой целью вводится конструктор копии, который автоматически вызывается во всех перечисленных случаях. Он имеет единственный параметр — ссылку на объект-источник:
Деструкторы
Определяемый пользователем класс имеет конструктор, который обеспечивает надлежащую инициализацию. Для многих типов также требуется обратное действие. Деструктор обеспечивает соответствующую очистку объектов указанного типа. Имя деструктора представляет собой имя класса с предшествующим ему знаком «тильда»
. Так, для класса X деструктор будет иметь имя
X() . Многие классы используют динамическую память, которая выделяется конструктором, а освобождается деструктором.
Поля, имеющие тип класса
Пусть имеется класс vect , реализующий защищенный массив, и необходимо хранить несколько значений для каждого такого массива: возраст, вес и рост группы лиц. Группируем 3 массива внутри нового класса.
Конструктор нового класса имеет пустое тело и список вызываемых конструкторов класса vect , перечисленных после двоеточия (:) через запятую (,). Они выполняются с целым аргументом i , создавая 3 объекта класса vect: a, b, c .
Конструкторы членов класса всегда выполняются до конструктора класса, в котором эти члены описаны. Порядок выполнения конструкторов для членов класса определяется порядком объявления членов класса. Если конструктору члена класса требуются аргументы, этот член с нужными аргументами указывается в списке инициализации. Деструкторы вызываются в обратном порядке.
При выполнении программы перед выходом из блока main для каждого члена vect будет вызываться индивидуальный деструктор. Результат работы программы 