摘 要：構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)是一個類中看似較為簡單的兩類函數(shù)，但在實際運用過程中總會出現(xiàn)一些意想不到的運行錯誤。本文將較系統(tǒng)的介紹構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)的原理及在C#中的運用，以及在使用過程中需要注意的若干事項。
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關(guān)鍵字：構(gòu)造函數(shù)；析構(gòu)函數(shù)；垃圾回收器；非托管資源；托管資源
一．構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)的原理
作為比C更先進(jìn)的語言，C#提供了更好的機制來增強程序的安全性。C#編譯器具有嚴(yán)格的類型安全檢查功能，它幾乎能找出程序中所有的語法問題，這的確幫了程序員的大忙。但是程序通過了編譯檢查并不表示錯誤已經(jīng)不存在了，在“錯誤”的大家庭里，“語法錯誤”的地位只能算是冰山一角。級別高的錯誤通常隱藏得很深，不容易發(fā)現(xiàn)。
根據(jù)經(jīng)驗，不少難以察覺的程序錯誤是由于變量沒有被正確初始化或清除造成的，而初始化和清除工作很容易被人遺忘。微軟利用面向?qū)ο蟮母拍钤谠O(shè)計C#語言時充分考慮了這個問題并很好地予以解決：把對象的初始化工作放在構(gòu)造函數(shù)中，把清除工作放在析構(gòu)函數(shù)中。當(dāng)對象被創(chuàng)建時，構(gòu)造函數(shù)被自動執(zhí)行。當(dāng)對象消亡時，析構(gòu)函數(shù)被自動執(zhí)行。這樣就不用擔(dān)心忘記對象的初始化和清除工作。
二．構(gòu)造函數(shù)在C#中的運用
構(gòu)造函數(shù)的名字不能隨便起，必須讓編譯器認(rèn)得出才可以被自動執(zhí)行。它的命名方法既簡單又合理：讓構(gòu)造函數(shù)與類同名。除了名字外，構(gòu)造函數(shù)的另一個特別之處是沒有返回值類型，這與返回值類型為void的函數(shù)不同。如果它有返回值類型，那么編譯器將不知所措。在你可以訪問一個類的方法、屬性或任何其它東西之前， 第一條執(zhí)行的語句是包含有相應(yīng)類的構(gòu)造函數(shù)。甚至你自己不寫一個構(gòu)造函數(shù)，也會有一個缺省構(gòu)造函數(shù)提供給你。
class TestClass
{
public TestClass(): base() {} // 由CLR提供
}
下面列舉了幾種類型的構(gòu)造函數(shù)
1）缺省構(gòu)造函數(shù)
class TestClass
{
public TestClass(): base() {}
}
上面已介紹，它由系統(tǒng)（CLR）提供。
2）實例構(gòu)造函數(shù)
實例構(gòu)造函數(shù)是實現(xiàn)對類中實例進(jìn)行初始化的方法成員。如：
using System;
class Point
{
public double x, y;
public Point()
{
this.x = 0;
this.y = 0;
}
public Point(double x, double y)
{
this.x = x;
this.y = y;
}
}
class Test
{
static void Main()
{
Point a = new Point();
Point b = new Point(3, 4); // 用構(gòu)造函數(shù)初始化對象
}
}
聲明了一個類Point，它提供了兩個構(gòu)造函數(shù)。它們是重載的。一個是沒有參數(shù)的Point構(gòu)造函數(shù)和一個是有兩個double參數(shù)的Point構(gòu)造函數(shù)。如果類中沒有提供這些構(gòu)造函數(shù)，那么會CLR會自動提供一個缺省構(gòu)造函數(shù)的。但一旦類中提供了自定義的構(gòu)造函數(shù)，如Point()和Point(double x, double y)，則缺省構(gòu)造函數(shù)將不會被提供，這一點要注意。
3） 靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)
靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)是實現(xiàn)對一個類進(jìn)行初始化的方法成員。它一般用于對靜態(tài)數(shù)據(jù)的初始化。靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)不能有參數(shù)，不能有修飾符而且不能被調(diào)用，當(dāng)類被加載時，類的靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)自動被調(diào)用。如：
using System.Data;
class Employee
{
private static DataSet ds;
static Employee()
{
ds = new DataSet(...);
}
}
聲明了一個有靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)的類Employee。注意靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)只能對靜態(tài)數(shù)據(jù)成員進(jìn)行初始化，而不能對非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員進(jìn)行初始化。但是，非靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)既可以對靜態(tài)數(shù)據(jù)成員賦值，也可以對非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員進(jìn)行初始化。
如果類僅包含靜態(tài)成員，你可以創(chuàng)建一個private的構(gòu)造函數(shù)：private TestClass() {…}，但是private意味著從類的外面不可能訪問該構(gòu)造函數(shù)。所以，它不能被調(diào)用，且沒有對象可以被該類定義實例化。
以上是幾種類型構(gòu)造函數(shù)的簡單運用，下面將重點介紹一下在類的層次結(jié)構(gòu)中（即繼承結(jié)構(gòu)中）基類和派生類的構(gòu)造函數(shù)的使用方式。派生類對象的初始化由基類和派生類共同完成：基類的成員由基類的構(gòu)造函數(shù)初始化，派生類的成員由派生類的構(gòu)造函數(shù)初始化。
當(dāng)創(chuàng)建派生類的對象時，系統(tǒng)將會調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)和派生類的構(gòu)造函數(shù)，構(gòu) 造函數(shù)的執(zhí)行次序是：先執(zhí)行基類的構(gòu)造函數(shù)，再執(zhí)行派生類的構(gòu)造函數(shù)。如果派生類又有對象成員，則，先執(zhí)行基類的構(gòu)造函數(shù)，再執(zhí)行成員對象類的構(gòu)造函數(shù)，最后執(zhí)行派生類的構(gòu)造函數(shù)。
至于執(zhí)行基類的什么構(gòu)造函數(shù)，缺省情況下是執(zhí)行基類的無參構(gòu)造函數(shù)，如果要執(zhí)行基類的有參構(gòu)造函數(shù)，則必須在派生類構(gòu)造函數(shù)的成員初始化表中指出。如：
class A
{ private int x;
public A( ) { x = 0; }
public A( int i ) { x = i; }
};
class B : A
{ private int y;
public B( ) { y = 0; }
public B( int i ) { y = i; }
public B( int i, int j ):A(i) { y = j; }
};
B b1 = new B(); //執(zhí)行基類A的構(gòu)造函數(shù)A()，再執(zhí)行派生類的構(gòu)造函數(shù)B()
B b2 = new B(1); //執(zhí)行基類A的構(gòu)造函數(shù)A()，再執(zhí)行派生類的構(gòu)造函數(shù)B(int)
B b3 = new B(0,1); //執(zhí)行執(zhí)行基類A的構(gòu)造函數(shù)A(int) ，再執(zhí)行派生類的
構(gòu)造函數(shù)B(int,int)
在這里構(gòu)造函數(shù)的執(zhí)行次序是一定要分析清楚的。另外，如果基類A中沒有提供無參構(gòu)造函數(shù)public A( ) { x = 0; }，則在派生類的所有構(gòu)造函數(shù)成員初始化表中必須指出基類A的有參構(gòu)造函數(shù)A(i)，如下所示：
class A
{ private int x;
public A( int i ) { x = i; }
};
class B : A
{ private int y;
public B():A(i) { y = 0; }
public B(int i):A(i) { y = i; }
public B(int i, int j):A(i) { y = j; }
};
三．析構(gòu)函數(shù)和垃圾回收器在C#中的運用
析構(gòu)函數(shù)是實現(xiàn)銷毀一個類的實例的方法成員。析構(gòu)函數(shù)不能有參數(shù)，不能任何修飾符而且不能被調(diào)用。由于析構(gòu)函數(shù)的目的與構(gòu)造函數(shù)的相反，就加前綴‘~’以示區(qū)別。
雖然C#（更確切的說是CLR）提供了一種新的內(nèi)存管理機制---自動內(nèi)存管理機制（Automatic memory management），資源的釋放是可以通過“垃圾回收器” 自動完成的，一般不需要用戶干預(yù)，但在有些特殊情況下還是需要用到析構(gòu)函數(shù)的，如在C#中非托管資源的釋放。
資源的.釋放一般是通過"垃圾回收器"自動完成的,但具體來說,仍有些需要注意的地方：
1. 值類型和引用類型的引用其實是不需要什么"垃圾回收器"來釋放內(nèi)存的,因為當(dāng)它們出了作用域后會自動釋放所占內(nèi)存，因為它們都保存在棧(Stack)中;
2. 只有引用類型的引用所指向的對象實例才保存在堆(Heap)中,而堆因為是一個自由存儲空間,所以它并沒有像"棧"那樣有生存期("棧"的元素彈出后就代表生存期結(jié)束,也就代表釋放了內(nèi)存),并且要注意的是,"垃圾回收器"只對這塊區(qū)域起作用;
然而,有些情況下，當(dāng)需要釋放非托管資源時,就必須通過寫代碼的方式來解決。通常是使用析構(gòu)函數(shù)釋放非托管資源，將用戶自己編寫的釋放非托管資源的代碼段放在析構(gòu)函數(shù)中即可。需要注意的是,如果一個類中沒有使用到非托管資源,那么一定不要定義析構(gòu)函數(shù),這是因為對象執(zhí)行了析構(gòu)函數(shù),那么"垃圾回收器"在釋放托管資源之前要先調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，然后第二次才真正釋放托管資源，這樣一來，兩次刪除動作的花銷比一次大多的。下面使用一段代碼來示析構(gòu)函數(shù)是如何使用的：
public class ResourceHolder
{
~ResourceHolder()
{
// 這里是清理非托管資源的用戶代碼段
}
}
四．小結(jié)
構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)雖然是一個類中形式上較簡單的函數(shù)，但它們的使用決非看上去那么簡單，因此靈活而正確的使用構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)能夠幫你更好的理解CLR的內(nèi)存管理機制，以及更好的管理系統(tǒng)中的資源。
類是編程人員表達(dá)自定義數(shù)據(jù)類型的C++機制。它和C語言中的結(jié)構(gòu)類似，C++類
支持?jǐn)?shù)據(jù)抽象和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計，從某種意義上說，也就是數(shù)據(jù)類型的設(shè)
計和實現(xiàn)。
一、類的設(shè)計
1.類的聲明
class 類名
{
private: //私有
...
public: //公有
...
};
2.類的成員
一般在C++類中，所有定義的變量和函數(shù)都是類的成員。如果是變量，我們就叫
它數(shù)據(jù)成員如果是函數(shù)，我們就叫它成員函數(shù)。
3.類成員的可見性
private和public訪問控制符決定了成員的可見性。由一個訪問控制符設(shè)定的可
訪問狀態(tài)將一直持續(xù)到下一個訪問控制符出現(xiàn)，或者類聲明的結(jié)束。私有成員
僅能被同一個類中的成員函數(shù)訪問，公有成員既可以被同一類中的成員函數(shù)訪
問，也可以被其他已經(jīng)實例化的類中函數(shù)訪問。當(dāng)然，這也有例外的情況，這
是以后要討論的友元函數(shù)。
類中默認(rèn)的數(shù)據(jù)類型是private，結(jié)構(gòu)中的默認(rèn)類型是public。一般情況下，變
量都作為私有成員出現(xiàn)，函數(shù)都作為公有成員出現(xiàn)。
類中還有一種訪問控制符protected，叫保護(hù)成員，以后再說明。
4.初始化
在聲明一個類的對象時，可以用圓括號()包含一個初始化表。
看下面一個例子：
#include iostream.h
class Box
{
private:
int height,width,depth; //3個私有數(shù)據(jù)成員
public:
Box(int,int,int);
~Box();
int volume(); //成員函數(shù)
};
Box::Box(int ht,int wd,int dp)
{
height=ht;
width=wd;
depth=dp;
}
Box::~Box()
{
//nothing
}
int Box::volume()
{
return height*width*depth;
}
int main()
{
Box thisbox(3,4,5); //聲明一個類對象并初始化
cout return 0;
}
當(dāng)一個類中沒有private成員和protected成員時，也沒有虛函數(shù)，并且不是從
其他類中派生出來的，可以用{}來初始化。(以后再講解)
5.內(nèi)聯(lián)函數(shù)
內(nèi)聯(lián)函數(shù)和普通函數(shù)的區(qū)別是：內(nèi)聯(lián)函數(shù)是在編譯過程中展開的。通常內(nèi)聯(lián)函
數(shù)必須簡短。定義類的內(nèi)聯(lián)函數(shù)有兩種方法：一種和C語言一樣，在定義函數(shù)時
使用關(guān)鍵字inline。如：
inline int Box::volume()
{
return height*width*depth;
}
還有一種方法就是直接在類聲明的內(nèi)部定義函數(shù)體，而不是僅僅給出一個函數(shù)
原型。我們把上面的函數(shù)簡化一下：
#include iostream.h
class Box
{
private:
int height,width,depth;
public:
Box(int ht,int wd,int dp)
{
height=ht;
width=wd;
depth=dp;
}
~Box();
int volume()
{
return height*width*depth;
}
};
int main()
{
Box thisbox(3,4,5); //聲明一個類對象并初始化
cout return 0;
}
這樣，兩個函數(shù)都默認(rèn)為內(nèi)聯(lián)函數(shù)了。
C++中一個類可以有很多個構(gòu)造函數(shù)，但是參數(shù)一定要不一樣。編譯器會自動提供兩個構(gòu)造函數(shù)：默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)和復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。析構(gòu)函數(shù)只能有一個。
C++是在C語言的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種面向?qū)ο缶幊陶Z言，應(yīng)用廣泛。C++支持多種編程范式 －－面向?qū)ο缶幊?、泛型編程和過程化編程。其編程領(lǐng)域眾廣，常用于系統(tǒng)開發(fā)，引擎開發(fā)等應(yīng)用領(lǐng)域，是至今為止最受廣大程序員受用的最強大編程語言之一,支持類：類、封裝、重載等特性。
構(gòu)造函數(shù)通常用于在實例化對象時自動對內(nèi)部數(shù)據(jù)成員初始化，設(shè)置初始值、分配內(nèi)存空間等。
而析構(gòu)函數(shù)則用于刪除對象時做收尾工作，比如釋放申請的空間等。
要創(chuàng)建一個對象，就得調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。
要銷毀一個對象，就會被迫的調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。
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