C++构造函数与析构函数：对象生命周期的掌控者

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在 C++ 面向对象编程中，构造函数与析构函数是管理对象生命周期的核心机制。它们分别在对象创建和销毁时自动调用，确保资源的正确初始化与释放。理解这两类特殊成员函数的工作原理，对于编写安全、高效、可维护的 C++ 代码至关重要。

构造函数：对象的“出生证明”

构造函数是一种特殊的成员函数，其名称与类名相同，且没有返回类型（包括 void）。每当创建类的对象时，编译器会自动调用相应的构造函数，用于初始化对象的数据成员。

最基本的构造函数形式如下：

C++构造函数与析构函数：对象生命周期的掌控者

class Student {
private:
    std::string name;
    int age;

public:
    // 默认构造函数
    Student() {
        name = "Unknown";
        age = 0;
    }
};

若未显式定义任何构造函数，C++ 编译器会自动生成一个默认构造函数（无参、无操作）。但一旦定义了任意构造函数，编译器将不再提供默认版本，此时若需无参构造，必须手动声明。

带参数的构造函数

为实现灵活初始化，通常使用带参数的构造函数：

class Student {
private:
    std::string name;
    int age;

public:
    // 带参构造函数
    Student(const std::string& n, int a) : name(n), age(a) {
        // 使用成员初始化列表更高效
    }
};

注意此处使用了成员初始化列表（name(n), age(a)），它在对象内存分配后、构造函数体执行前完成初始化，比在函数体内赋值更高效，尤其对常量成员或引用成员是唯一选择。

拷贝构造函数

当用一个已存在的对象初始化新对象时，拷贝构造函数被调用：

class Student {
public:
    // 拷贝构造函数
    Student(const Student& other) 
        : name(other.name), age(other.age) {
        // 深拷贝逻辑（如涉及动态内存）
    }
};

若未定义，编译器会生成默认的逐成员浅拷贝版本。但在涉及指针或动态资源时，浅拷贝可能导致多个对象共享同一资源，引发双重释放等严重问题，此时必须自定义深拷贝逻辑。

析构函数：对象的“临终遗言”

析构函数在对象生命周期结束时自动调用，用于释放对象占用的资源（如动态内存、文件句柄等）。其名称由波浪号 ~ 加类名构成，无参数、无返回值，且不可重载。

class ResourceHolder {
private:
    int* data;

public:
    ResourceHolder(int size) {
        data = new int[size]; // 动态分配
    }

    // 析构函数
    ~ResourceHolder() {
        delete[] data; // 释放资源
        data = nullptr; // 防止悬空指针（可选）
    }
};

析构函数的调用时机包括：

局部对象离开作用域（如函数返回）
delete 表达式作用于动态对象
容器销毁其元素（如 std::vector 析构）

构造与析构的调用顺序

在继承体系中，构造与析构遵循严格顺序：

构造顺序：基类 → 成员对象 → 派生类
析构顺序：派生类 → 成员对象 → 基类（与构造完全相反）

class Base {
public:
    Base() { std::cout << "Base constructed\n"; }
    ~Base() { std::cout << "Base destructed\n"; }
};

class Derived : public Base {
public:
    Derived() { std::cout << "Derived constructed\n"; }
    ~Derived() { std::cout << "Derived destructed\n"; }
};

// 创建 Derived 对象输出：
// Base constructed
// Derived constructed
// 销毁时输出：
// Derived destructed
// Base destructed

虚析构函数的重要性

当通过基类指针删除派生类对象时，若基类析构函数非虚，则只会调用基类析构函数，导致派生类资源泄漏。因此，凡存在继承且可能通过基类指针删除对象的类，应将析构函数声明为虚函数：

class Base {
public:
    virtual ~Base() = default; // 虚析构函数
};

class Derived : public Base {
private:
    char* buffer;
public:
    Derived() { buffer = new char[100]; }
    ~Derived() override { delete[] buffer; } // 正确调用
};