摘 要：構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)是一個(gè)類中看似較為簡(jiǎn)單的兩類函數(shù)，但在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中總會(huì)出現(xiàn)一些意想不到的運(yùn)行錯(cuò)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(yùn)用，以及在使用過(guò)程中需要注意的若干事項(xiàng)。
讓客戶滿意是我們工作的目標(biāo)，不斷超越客戶的期望值來(lái)自于我們對(duì)這個(gè)行業(yè)的熱愛。我們立志把好的技術(shù)通過(guò)有效、簡(jiǎn)單的方式提供給客戶，將通過(guò)不懈努力成為客戶在信息化領(lǐng)域值得信任、有價(jià)值的長(zhǎng)期合作伙伴，公司提供的服務(wù)項(xiàng)目有：國(guó)際域名空間、虛擬主機(jī)、營(yíng)銷軟件、網(wǎng)站建設(shè)、中寧網(wǎng)站維護(hù)、網(wǎng)站推廣。
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(yǔ)言，C#提供了更好的機(jī)制來(lái)增強(qiáng)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(yǔ)法問(wèn)題，這的確幫了程序員的大忙。但是程序通過(guò)了編譯檢查并不表示錯(cuò)誤已經(jīng)不存在了，在“錯(cuò)誤”的大家庭里，“語(yǔ)法錯(cuò)誤”的地位只能算是冰山一角。級(jí)別高的錯(cuò)誤通常隱藏得很深，不容易發(fā)現(xiàn)。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，不少難以察覺的程序錯(cuò)誤是由于變量沒(méi)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(jì)C#語(yǔ)言時(shí)充分考慮了這個(gè)問(wèn)題并很好地予以解決：把對(duì)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(duì)象被創(chuàng)建時(shí)，構(gòu)造函數(shù)被自動(dòng)執(zhí)行。當(dāng)對(duì)象消亡時(shí)，析構(gòu)函數(shù)被自動(dòng)執(zhí)行。這樣就不用擔(dān)心忘記對(duì)象的初始化和清除工作。
二．構(gòu)造函數(shù)在C#中的運(yùn)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(dòng)執(zhí)行。它的命名方法既簡(jiǎn)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(gè)特別之處是沒(méi)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(wèn)一個(gè)類的方法、屬性或任何其它東西之前， 第一條執(zhí)行的語(yǔ)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(gè)構(gòu)造函數(shù)，也會(huì)有一個(gè)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(shí)例構(gòu)造函數(shù)
實(shí)例構(gòu)造函數(shù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)類中實(shí)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(duì)象
}
}
聲明了一個(gè)類Point，它提供了兩個(gè)構(gòu)造函數(shù)。它們是重載的。一個(gè)是沒(méi)有參數(shù)的Point構(gòu)造函數(shù)和一個(gè)是有兩個(gè)double參數(shù)的Point構(gòu)造函數(shù)。如果類中沒(méi)有提供這些構(gòu)造函數(shù)，那么會(huì)CLR會(huì)自動(dòng)提供一個(gè)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(huì)被提供，這一點(diǎn)要注意。
3） 靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)
靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)類進(jìn)行初始化的方法成員。它一般用于對(duì)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(shí)，類的靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)自動(dòng)被調(diào)用。如：
using System.Data;
class Employee
{
private static DataSet ds;
static Employee()
{
ds = new DataSet(...);
}
}
聲明了一個(gè)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(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員進(jìn)行初始化，而不能對(duì)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(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員賦值，也可以對(duì)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(gè)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(wèn)該構(gòu)造函數(shù)。所以，它不能被調(diào)用，且沒(méi)有對(duì)象可以被該類定義實(shí)例化。
以上是幾種類型構(gòu)造函數(shù)的簡(jiǎn)單運(yùn)用，下面將重點(diǎn)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(duì)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(duì)象時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)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(duì)象成員，則，先執(zhí)行基類的構(gòu)造函數(shù)，再執(zhí)行成員對(duì)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(wú)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(méi)有提供無(wú)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(yùn)用
析構(gòu)函數(shù)是實(shí)現(xiàn)銷毀一個(gè)類的實(shí)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(shuō)是CLR）提供了一種新的內(nèi)存管理機(jī)制---自動(dòng)內(nèi)存管理機(jī)制（Automatic memory management），資源的釋放是可以通過(guò)“垃圾回收器” 自動(dòng)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(guò)"垃圾回收器"自動(dòng)完成的,但具體來(lái)說(shuō),仍有些需要注意的地方：
1. 值類型和引用類型的引用其實(shí)是不需要什么"垃圾回收器"來(lái)釋放內(nèi)存的,因?yàn)楫?dāng)它們出了作用域后會(huì)自動(dòng)釋放所占內(nèi)存，因?yàn)樗鼈兌急４嬖跅?Stack)中;
2. 只有引用類型的引用所指向的對(duì)象實(shí)例才保存在堆(Heap)中,而堆因?yàn)槭且粋€(gè)自由存儲(chǔ)空間,所以它并沒(méi)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(duì)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(shí),就必須通過(guò)寫代碼的方式來(lái)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(gè)類中沒(méi)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?yàn)閷?duì)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(lái)，兩次刪除動(dòng)作的花銷比一次大多的。下面使用一段代碼來(lái)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(gè)類中形式上較簡(jiǎn)單的函數(shù)，但它們的使用決非看上去那么簡(jiǎn)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(jī)制，以及更好的管理系統(tǒng)中的資源。
MyClass a：定義一個(gè)對(duì)象，調(diào)用1次構(gòu)造函數(shù)。
b[2]：定義含有兩個(gè)元素的數(shù)組，實(shí)際上定義兩個(gè)對(duì)象，所以調(diào)用2次構(gòu)造函數(shù)。
*c：定義指向類對(duì)象的指針，但沒(méi)有進(jìn)行實(shí)際的內(nèi)存分配，所以不調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。
**d：定義指向類對(duì)象指針的指針，但沒(méi)有進(jìn)行實(shí)際的內(nèi)存分配，所以不調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。
*e[2]：定義含有兩個(gè)指向類對(duì)象的指針的數(shù)組，但沒(méi)有進(jìn)行實(shí)際的內(nèi)存分配，所以不調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。
*f=new char A：這個(gè)語(yǔ)句有問(wèn)題，f是指向MyClass的對(duì)象，你卻讓它指向char類型的變量。應(yīng)該改成：*f=new MyClass，涉及到內(nèi)存的分配，調(diào)用1次構(gòu)造函數(shù)。
*g=new MyClass [2]，涉及到內(nèi)存的分配，調(diào)用2次構(gòu)造函數(shù)。
總結(jié)：只有涉及到內(nèi)存分配的時(shí)候，才會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。普通對(duì)象調(diào)用一次，對(duì)象數(shù)組調(diào)用N次(該數(shù)組含有N個(gè)元素)。只定義指針而不給指針賦值，則不涉及內(nèi)存分配，不調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。
C++是C語(yǔ)言的繼承，它既可以進(jìn)行C語(yǔ)言的過(guò)程化程序設(shè)計(jì)，又可以進(jìn)行以抽象數(shù)據(jù)類型為特點(diǎn)的基于對(duì)象的程序設(shè)計(jì)，還可以進(jìn)行以繼承和多態(tài)為特點(diǎn)的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)。
C++擅長(zhǎng)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的同時(shí)，還可以進(jìn)行基于過(guò)程的程序設(shè)計(jì)，因而C++就適應(yīng)的問(wèn)題規(guī)模而論，大小由之。
C++不僅擁有計(jì)算機(jī)高效運(yùn)行的實(shí)用性特征，同時(shí)還致力于提高大規(guī)模程序的編程質(zhì)量與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的問(wèn)題描述能力。
有兩種調(diào)用方法：一是將被調(diào)用函數(shù)寫在調(diào)用函數(shù)之前；另一種是寫在調(diào)用函數(shù)之后，但在調(diào)用函數(shù)的一開始要寫被調(diào)用函數(shù)的聲明。
如—,void beidiaoyong(void)
{……
……}
void main()
{……
…… }
二，void main()
{
void beidiaoyong(void);
………
}
void beidiaoyong(void)
{……
}
類是編程人員表達(dá)自定義數(shù)據(jù)類型的C++機(jī)制。它和C語(yǔ)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(jì)，從某種意義上說(shuō)，也就是數(shù)據(jù)類型的設(shè)
計(jì)和實(shí)現(xiàn)。
一、類的設(shè)計(jì)
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(wèn)控制符決定了成員的可見性。由一個(gè)訪問(wèn)控制符設(shè)定的可
訪問(wèn)狀態(tài)將一直持續(xù)到下一個(gè)訪問(wèn)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(gè)類中的成員函數(shù)訪問(wèn)，公有成員既可以被同一類中的成員函數(shù)訪
問(wèn)，也可以被其他已經(jīng)實(shí)例化的類中函數(shù)訪問(wèn)。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(wèn)控制符protected，叫保護(hù)成員，以后再說(shuō)明。
4.初始化
在聲明一個(gè)類的對(duì)象時(shí)，可以用圓括號(hào)()包含一個(gè)初始化表。
看下面一個(gè)例子：
#include iostream.h
class Box
{
private:
int height,width,depth; //3個(gè)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(gè)類對(duì)象并初始化
cout return 0;
}
當(dāng)一個(gè)類中沒(méi)有private成員和protected成員時(shí)，也沒(méi)有虛函數(shù)，并且不是從
其他類中派生出來(lái)的，可以用{}來(lái)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(guò)程中展開的。通常內(nèi)聯(lián)函
數(shù)必須簡(jiǎn)短。定義類的內(nèi)聯(lián)函數(shù)有兩種方法：一種和C語(yǔ)言一樣，在定義函數(shù)時(shí)
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(gè)函數(shù)
原型。我們把上面的函數(shù)簡(jiǎn)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(gè)類對(duì)象并初始化
cout return 0;
}
這樣，兩個(gè)函數(shù)都默認(rèn)為內(nèi)聯(lián)函數(shù)了。
類是編程人員表達(dá)自定義數(shù)據(jù)類型的C++機(jī)制。它和C語(yǔ)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(jì)，從某種意義上說(shuō)，也就是數(shù)據(jù)類型的設(shè)
計(jì)和實(shí)現(xiàn)。
那么
String
類的原型如下
class
String
{
public:
String(const
char
*str=NULL);
//構(gòu)造函數(shù)
String(const
String
other);
//拷貝構(gòu)造函數(shù)
~String(void);
//析構(gòu)函數(shù)
String
operator=(const
String
other);
//等號(hào)操作符重載，賦值函數(shù)
ShowString();
private:
char
*m_data;
//字符指針
};
String::~String()
{
delete
[]
m_data;
//析構(gòu)函數(shù)，釋放地址空間
}
String::String(const
char
*str)
{
if
(str==NULL)//當(dāng)初始化串不存在的時(shí)候，為m_data申請(qǐng)一個(gè)空間存放'/0'；
{
m_data=new
char[1];
*m_data='/0';
}
else//當(dāng)初始化串存在的時(shí)候，為m_data申請(qǐng)同樣大小的空間存放該串；
{
int
length=strlen(str);
m_data=new
char[length+1];
strcpy(m_data,str);
}
}
String::String(const
String
other)//拷貝構(gòu)造函數(shù)，功能與構(gòu)造函數(shù)類似。
{
int
length=strlen(other.m_data);
m_data=new
[length+1];
strcpy(m_data,other.m_data);
}
String
String::operator
=(const
String
other)
//賦值函數(shù)
{
if
(this==other)//當(dāng)?shù)刂废嗤瑫r(shí)，直接返回；
return
*this;
delete
[]
m_data;//當(dāng)?shù)刂凡幌嗤瑫r(shí)，刪除原來(lái)申請(qǐng)的空間，重新開始構(gòu)造；
int
length=sizeof(other.m_data);
m_data=new
[length+1];
strcpy(m_data,other.m_data);
return
*this;
}
String::ShowString()//由于m_data是私有成員，對(duì)象只能通過(guò)public成員函數(shù)來(lái)訪問(wèn)；
{
coutthis-m_dataendl;
}
測(cè)試一下：
main()
{
String
AD;
char
*
p="ABCDE";
String
B(p);
AD.ShowString();
AD=B;
AD.ShowString();
}
臨時(shí)變量和不正確使用堆內(nèi)存導(dǎo)致的。
給你分析一下:
s *sp = (s*)malloc(sizeof(s)); 這條語(yǔ)句的作用: 分配一個(gè)大小和sizeof(S)一樣的內(nèi)存，然后通過(guò)轉(zhuǎn)換使得sp指向這塊存儲(chǔ)空間。注意這里沒(méi)有調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，所以sp指向一段未初始化內(nèi)存。
*sp = s::s(); 這條語(yǔ)句實(shí)際上就是通過(guò)顯示調(diào)用構(gòu)造函數(shù)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)變量(s::s())，再調(diào)用默認(rèn)復(fù)制構(gòu)造函數(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)制語(yǔ)義，最后調(diào)用析夠構(gòu)造函數(shù)銷毀臨時(shí)變量。
std::cout sp-a std::endl 這里由于前面的復(fù)制操作，所以打印“正確”的值。
delete sp 這里要說(shuō)一下delete和free的區(qū)別:free是C語(yǔ)言里堆內(nèi)存回收函數(shù)，由于C語(yǔ)言沒(méi)有構(gòu)造析夠函數(shù)概念，所以free函數(shù)通常直接調(diào)用操作系統(tǒng)API將內(nèi)存歸還給對(duì)內(nèi)存管理器。delete是建立在對(duì)象概念上的內(nèi)存回收工具，當(dāng)用delete刪除某個(gè)對(duì)象時(shí)，delete會(huì)自動(dòng)調(diào)用對(duì)象的析夠函數(shù)，然后才將內(nèi)存歸還堆內(nèi)存管理器。new和malloc的區(qū)別也類似。所以這條語(yǔ)句會(huì)引發(fā)一次析夠函數(shù)調(diào)用，而使用free函數(shù)則不會(huì)出現(xiàn)這種行為。
在C++中初始化和析構(gòu)操作是很重要的，不正確的初始化或者未初始化都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的問(wèn)題。使用堆內(nèi)存建立對(duì)象時(shí)，不要使用C語(yǔ)言的低級(jí)內(nèi)存管理函數(shù)。
用低級(jí)的方式去使用高級(jí)的概念往往會(huì)導(dǎo)致難以察覺的錯(cuò)誤。
重慶分公司
重慶分公司
