Конструктор и деконструктор с

Обновлено: 02.05.2024

В прошлой теме был разработан следующий класс:

И мы можем установить значения для переменных класса Person, можем получить их значения во внешние переменные. Однако если мы попробуем получить значения переменных name и age до их установки, то результаты будут неопределенными:

Чтобы избежать подобной ситуации применяются специальные функции инициализации или конструкторы. Они позволяют инициализировать объект класса. Так, изменим код программы следующим образом:

Теперь в классе Person определен конструктор:

По сути конструктор представляет функцию, которая может принимать параметры и которая должна называться по имени класса. В данном случае конструктор принимает два параметра и передает их значения полям name и age.

Если в классе определены конструкторы, то при создании объекта этого класса необходимо вызвать один из его конструкторов.

Вызов конструктора получает значения для параметров и возвращает объект класса:

После этого вызова у объекта person для поля name будет определено значение "Tom", а для поля age - значение 22. Вполедствии мы также сможем обращаться к этим полям и переустанавливать их значения.

Тажке можно использовать сокращенную форму инициализации:

По сути она будет эквивалетна предыдущей.

Консольный вывод определенной выше программы:

Подобным образом мы можем определить несколько конструкторов и затем их использовать:

В классе Person определено три конструктора, и в функции все эти конструкторы используются для создания объектов:

Хотя пример выше прекрасно работает, однако мы можем заметить, что все три конструктора выполняют фактически одни и те же действия - устанавливают значения переменных name и age. И в C++ можем сократить их определения, вызова из одного конструктора другой и тем самым уменьшить объем кода:

Запись Person(string n): Person(n, 18) представляет вызов конструктора, которому передается значение параметра n и число 18. То есть второй конструктор делегирует действия по инициализации переменных первому конструктору. При этом второй конструктор может дополнительно определять какие-то свои действия.

Таким образом, следующее создание объекта

будет использовать третий конструктор, который в свою очередь вызывает второй конструктор, а тот обращается к первому конструктору.

Инициализация констант и ссылок

В теле конструктора мы можем передать значения переменным класса. Однако константы и ссылки требуют особого отношения. Например, вначале определим следующий класс:

Этот класс не будет компилироваться, так как здесь есть две ошибки - отсутствие инициализации константы name и ссылки ageRef. Хотяя их значения устанавливаются в конструкторе, но к моменту, когда код инструкции из тела конструктора начнут выполняться, константы и ссылки уже должны быть инициализированы. И для этого необходимо использовать списки инициализации:

Списки инициализации представляют перечисления инициализаторов для каждой из переменных и констант через двоеточие после списка параметров конструктора:

Таким образом, все переменные, константы и ссылки получат значение, и никакой ошибки не возникнет.

Наследование — это механизм создания нового класса на основе уже существующего. При этом к существующему классу могут быть добавлены новые элементы (данные и функции), либо существующие функции могут быть изменены. Основное назначение механизма наследования — повторное использование кодов, так как большинство используемых типов данных являются вариантами друг друга, и писать для каждого свой класс нецелесообразно.
Объекты разных классов и сами классы могут находиться в отношении наследования, при котором формируется иерархия объектов, соответствующая заранее предусмотренной иерархии классов.

Наследование

Иерархия классов позволяет определять новые классы на основе уже имеющихся. Имеющиеся классы обычно называют базовыми (иногда порождающими), а новые классы, формируемые на основе базовых, – производными (порожденными, классами-потомками или наследниками).


При наследовании некоторые имена методов (функций-членов) и полей (данных-членов) базового класса могут быть по-новому определены в производном классе. В этом случае соответствующие компоненты базового класса становятся недоступными из производного класса. Для доступа из производного класса к компонентам базового класса, имена которых повторно определены в производном, используется операция разрешения контекста ::

Для порождения нового класса на основе существующего используется следующая общая форма

При объявлении порождаемого класса МодификаторДоступа может принимать значения public , private , protected либо отсутствовать, по умолчанию используется значение private . В любом случае порожденный класс наследует все члены базового класса, но доступ имеет не ко всем. Ему доступны общие ( public ) члены базового класса и недоступны частные ( private ).

Для того, чтобы порожденный класс имел доступ к некоторым скрытым членам базового класса, в базовом классе их необходимо объявить со спецификацией доступа защищенные ( protected ).

Члены класса с доступом protected видимы в пределах класса и в любом классе, порожденном из этого класса.

Общее наследование

При общем наследовании порожденный класс имеет доступ к наследуемым членам базового класса с видимостью public и protected . Члены базового класса с видимостью private – недоступны.

Спецификация доступа внутри класса в порожденном классе вне класса
private + — —
protected + + —
public + + +

Общее наследование означает, что порожденный класс – это подтип базового класса. Таким образом, порожденный класс представляет собой модификацию базового класса, которая наследует общие и защищенные члены базового класса.

Порожденный класс наследует все данные класса student (строка 13), имеет доступ к protected и public — членам базового класса. В новом классе добавлено два поля данных (строки 16, 17), и порожденный класс переопределяет функцию print() (строки 20, 39-43).

Конструктор для базового класса вызывается в списке инициализации (строка 29).

Но что происходит, когда мы присваиваем указателю класса student ссылку на объект класса grad_student (строка 55)? В этом случае происходит преобразование указателей, и в строке 56 вызывается уже функция print() класса student .


Указатель на порожденный класс может быть неявно передан в указатель на базовый класс. А указатель на порожденный класс может указывать только на объекты порожденного класса. То есть обратное преобразование недопустимо

Неявные преобразования между порожденным и базовым классами называются предопределенными стандартными преобразованиями :

  • объект порожденного класса неявно преобразуется к объекту базового класса.
  • ссылка на порожденный класс неявно преобразуется к ссылке на базовый класс.
  • указатель на порожденный класс неявно преобразуется к указателю на базовый класс.

Частное наследование

Порожденный класс может быть базовым для следующего порождения. При порождении private наследуемые члены базового класса, объявленные как protected и public , становятся членами порожденного класса с видимостью private . При этом члены базового класса с видимостью public и protected становятся недоступными для дальнейших порождений. Цель такого порождения — скрыть классы или элементы классов от использования их в дальнейших порождениях. При порождении private не выполняются предопределенные стандартные преобразования:

Однако порождение private позволяет отдельным элементам базового класса с видимостью public и protected сохранить свою видимость в порожденном классе. Для этого необходимо

  • в части protected порожденного класса указать те наследуемые члены базового класса с видимостью protected , уточненные именем базового класса, для которых необходимо оставить видимость protected и в порожденном классе;
  • в части public порожденного класса указать те наследуемые члены базового класса с видимостью public , уточненные именем базового класса, для которых необходимо оставить видимость public и в порожденном классе.

class X
private :
int n;
protected :
int m;
char s;
public :
void func( int );
>;
class Y : private X
private :
.
protected :
.
X::s;
public :
.
X::func();
>;

Возможен и третий вариант наследования – с использованием модификатора доступа protected .

Доступ к элементам базового класса из производного класса, в зависимости от модификатора наследования:

Конструкторы и деструкторы при наследовании

Как базовый, так и производный классы могут иметь конструкторы и деструкторы.

Если и у базового и у производного классов есть конструкторы и деструкторы, то конструкторы выполняются в порядке наследования, а деструкторы – в обратном порядке. То есть если А – базовый класс, В – производный из А , а С – производный из В ( А-В-С ), то при создании объекта класса С вызов конструкторов будет иметь следующий порядок:

  • конструктор класса А
  • конструктор класса В
  • конструктор класса С .

Вызов деструкторов при удалении этого объекта произойдет в обратном порядке:

  • деструктор класса С
  • деструктор класса В
  • деструктор класса А .

Поскольку базовый класс «не знает» о существовании производного класса, любая инициализация выполняется в нем независимо от производного класса, и, возможно, становится основой для инициализации, выполняемой в производном классе. Поскольку базовый класс лежит в основе производного, вызов деструктора базового класса раньше деструктора производного класса привел бы к преждевременному разрушению производного класса.

Конструкторы могут иметь параметры. При реализации наследования допускается передача параметров для конструкторов производного и базового класса. Если параметрами обладает только конструктор производного класса, то аргументы передаются обычным способом. При необходимости передать аргумент из производного класса конструктору родительского класса используется расширенная запись конструктора производного класса:

КонструкторПроизводногоКласса (СписокФормальныхАргументов)
: КонструкторБазовогоКласса (СписокФактическихАргументов)
< // тело конструктора производного класса >

Для базового и производного классов допустимо использование одних и тех же аргументов. Возможно, списки аргументов конструкторов производного и базового классов будут различны.

Конструктор производного класса не должен использовать все аргументы, часть предназначены для передачи в базовый класс (строка 29, см. код выше). В расширенной форме объявления конструктора производного класса описывается вызов конструктора базового класса.

Здравствуйте! а подскажите, пожалуйста, как я могу объявить неполный наследуемый класс? Например, у меня есть class a b class b, наследуемый откласса а. я хочу неполно объявить класс b перед классом а. как это синтаксически сделать? нигде не могу найти инфу об этом.

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:

date today = date(6,4,2014); // полная форма
date xmas(25,12,0); // сокращенная форма
// date my_burthday; // недопустимо, опущена инициализация

Если необходимо обеспечить несколько способов инициализации объектов класса, задается несколько конструкторов:

class date <
int month, day, year;
public :
date( int , int , int ); // день месяц год
date( char *); // дата в строковом представлении
date(); // дата по умолчанию: сегодня
>;

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.

class date
int month, day, year;
public :
date( int , int , int );
date( char *);
date(); // конструктор по умолчанию
>;

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.

class date
int day, year;
char *month;
public :
date( int d, char * m, int y)
day = d;
month = new char [strlen(m)+1];
strcpy_s(month, strlen(m)+1,m);
year = y;
>
~date() < delete [] month; >// деструктор
>;

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.

Здравствуйте, у меня такой вопрос. В коде я не нашел сам деструктор. Он создается и запускается сам после выхода из блока main ?

Деструктор выполняет освобождение использованных объектом ресурсов и удаление нестатических переменных объекта. По сути деструктор - это функция, которая называется по имени класса (как и конструктор) и перед которой стоит тильда (~). Деструктор не имеет возвращаемого значения и не принимает параметров. Каждый класс может иметь только один деструктор.

Деструктор автоматически вызывается, когда удаляется объект. Удаление объекта происходит в следующих случаях:

когда завершается выполнение области видимости, внутри которой определены объекты

когда удаляется контейнер (например, массив), который содержит объекты

когда удаляется объект, в котором определены переменные, представляющие другие объекты

динамически созданные объекты удаляются при применении к указателю на объект оператора delete

Рассмотрим следующую ситуацию:

В классе Person определен деструктор:

В функции main создается переменная tom, которая хранит объект Person. Это обычная переменная, не указатель. И для нее деструктор будет вызываться, когда завершит выполнение та область видимости, где эта переменная определена, то есть функция main.

Также здесь определен указатель bob, который указывает на объект Person. Это динамический объект, который определяется с помощью ключевого слова new. Когда такие объекты выходят из области видимости, то для них автоматически не выполняется деструктор. Поэтому для вызова деструктора и удаления таких объектов применяется оператор delete :

Таким образом, у данной программы будет следующий консольный вывод:

При этом выполнение самого деструктора еще не удаляет сам объект. Непосредственно удаление объекта производится в ходе явной фазы удаления, которая следует после выполнения деструктора.

Стоит также отметить, что для любого класса, который не определяет собственный деструктор, компилятор сам создает деструктор. Например, если бы класс Person не имел бы явно определенного деструктора, то для него автоматически создавался бы следующий деструктор:

В прошлой статье для создания объекта использовался конструктор по умолчанию. Однако мы сами можем определить свои конструкторы. Как правило, конструктор выполняет инициализацию объекта. При этом если в классе определяются свои конструкторы, то он лишается конструктора по умолчанию.

На уровне кода конструктор представляет метод, который называется по имени класса, который может иметь параметры, но для него не надо определять возвращаемый тип. Например, определим в классе Person простейший конструктор:

Конструкторы могут иметь модификаторы, которые указываются перед именем конструктора. Так, в данном случае, чтобы конструктор был доступен вне класса Person, он определен с модификатором public .

Определив конструктор, мы можем вызвать его для создания объекта Person:

В данном случае выражение Person() как раз представляет вызов определенного в классе конструктора (это больше не автоматический конструктор по умолчанию, которого у класса теперь нет). Соответственно при его выполнении на консоли будет выводиться строка "Создание объекта Person"

Подобным образом мы можем определять и другие конструкторы в классе. Например, изменим класс Person следующим образом:

Теперь в классе определено три конструктора, каждый из которых принимает различное количество параметров и устанавливает значения полей класса. И мы можем вызвать один из этих конструкторов для создания объекта класса.

Консольный вывод данной программы:

Ключевое слово this

Ключевое слово this представляет ссылку на текущий экземпляр/объект класса. В каких ситуациях оно нам может пригодиться?

В примере выше во втором и третьем конструкторе параметры называются также, как и поля класса. И чтобы разграничить параметры и поля класса, к полям класса обращение идет через ключевое слово this . Так, в выражении

первая часть - this.name означает, что name - это поле текущего класса, а не название параметра name. Если бы у нас параметры и поля назывались по-разному, то использовать слово this было бы необязательно. Также через ключевое слово this можно обращаться к любому полю или методу.

Цепочка вызова конструкторов

В примере выше определены три конструктора. Все три конструктора выполняют однотипные действия - устанавливают значения полей name и age. Но этих повторяющихся действий могло быть больше. И мы можем не дублировать функциональность конструкторов, а просто обращаться из одного конструктора к другому также через ключевое слово this , передавая нужные значения для параметров:

В данном случае первый конструктор вызывает второй, а второй конструктор вызывает третий. По количеству и типу параметров компилятор узнает, какой именно конструктор вызывается. Например, во втором конструкторе:

идет обращение к третьему конструктору, которому передаются два значения. Причем в начале будет выполняться именно третий конструктор, и только потом код второго конструктора.

Стоит отметить, что в примере выше фактически все конструкторы не определяют каких-то других действий, кроме как передают третьему конструктору некоторые значения. Поэтому в реальности в данном случае проще оставить один конструктор, определив для его параметров значения по умолчанию:

И если при вызове конструктора мы не передаем значение для какого-то параметра, то применяется значение по умолчанию.

Инициализаторы объектов

Для инициализации объектов классов можно применять инициализаторы . Инициализаторы представляют передачу в фигурных скобках значений доступным полям и свойствам объекта:

С помощью инициализатора объектов можно присваивать значения всем доступным полям и свойствам объекта в момент создания. При использовании инициализаторов следует учитывать следующие моменты:

С помощью инициализатора мы можем установить значения только доступных из вне класса полей и свойств объекта. Например, в примере выше поля name и age имеют модификатор доступа public, поэтому они доступны из любой части программы.

Инициализатор выполняется после конструктора, поэтому если и в конструкторе, и в инициализаторе устанавливаются значения одних и тех же полей и свойств, то значения, устанавливаемые в конструкторе, заменяются значениями из инициализатора.

Инициализаторы удобно применять, когда поле или свойство класса представляет другой класс:

Обратите внимание, как устанавливается поле company :

Деконструкторы

Деконструкторы (не путать с деструкторами) позволяют выполнить декомпозицию объекта на отдельные части.

Например, пусть у нас есть следующий класс Person:

В этом случае мы могли бы выполнить декомпозицию объекта Person так:

Значения переменным из деконструктора передаюся по позиции. То есть первое возвращаемое значение в виде параметра personName передается первой переменной - name, второе возващаемое значение - переменной age.

По сути деконструкторы это не более,чем синтаксический сахар. Это все равно, что если бы мы написали:

При получении значений из декоструктора нам необходимо предоставить столько переменных, сколько деконструктор возвращает значений. Однако бывает, что не все эти значения нужны. И вместо возвращаемых значений мы можм использовать прочерк _ . Например, нам надо получить только возраст пользователя:

Поскольку первое возвращаемое значение - это имя пользователя, которое не нужно, в в данном случае вместо переменной прочерк.

Читайте также: