C++的構造函數和析構函數

1、構造函數和析構函數為什麼沒有傳回值？

構造函數和析構函數是兩個非常特殊的函數：它們沒有傳回值。這與傳回值為void的函數顯然不同，後者雖然也不傳回任何值，但還可以讓它做點别的事情，而構造函數和析構函數則不允許。在程式中建立和消除一個對象的行為非常特殊，就像出生和死亡，而且總是由編譯器來調用這些函數以確定它們被執行。如果它們有傳回值，要麼編譯器必須知道如何處理傳回值，要麼就隻能由客戶程式員自己來顯式的調用構造函數與析構函數，這樣一來，安全性就被人破壞了。另外，析構函數不帶任何參數，因為析構不需任何選項。

如果允許構造函數有傳回值，在某此情況下，會引起歧義。如下兩個例子

如果c的構造函數可以有傳回值，比如int：int c():x(0) { return 1; } //1表示構造成功，0表示失敗

那麼下列代碼會發生什麼事呢？

c c = c();  //此時c.x == 1！！！

很明顯，c()調用了c的無參數構造函數。該構造函數傳回int值1。恰好c有一個但參數構造函數c(int i)。于是，混亂來了。按照c++的規定，c c = c();是用預設構造函數建立一個臨時對象，并用這個臨時對象初始化c。此時，c.x的值應該是0。但是，如果c::c()有傳回值，并且傳回了1（為了表示成功），則c++會用1去初始化c，即調用但參數構造函數c::c(int i)。得到的c.x便會是1。于是，語義産生了歧義。使得c++原本已經非常複雜的文法，進一步混亂不堪。

構造函數的調用之是以不設傳回值，是因為構造函數的特殊性決定的。從基本語義角度來講，構造函數傳回的應當是所構造的對象。否則，我們将無法使用臨時對象：

void f(int a) {...}  //(1)

void f(const c& a) {...} //(2)

f(c()); //(3)，究竟調用誰？

對于(3)，我們希望調用的是(2)，但如果c::c()有int類型的傳回值，那麼究竟是調(1)好呢，還是調用(2)好呢。于是，我們的重載體系，乃至整個的文法體系都會崩潰。

這裡的核心是表達式的類型。目前，表達式c()的類型是類c。但如果c::c()有傳回類型r，那麼表達式c()的類型應當是r，而不是c，于是便會引發上述的類型問題。

2、顯式調用構造函數和析構函數

結果：

constructors

destructors    //這個是顯示調用的析構函數

destructors    //這個是delete調用的析構函數

這有什麼用？有時候，在對象的生命周期結束前，想先結束這個對象的時候就會派上用場了。直接調用析構函數并不釋放對象所在的記憶體。

由此想到的： 

new的時候，其實做了三件事，一是：調用::operator new配置設定所需記憶體。二是：調用構造函數。三是：傳回指向新配置設定并構造的對象的指針。

delete的時候，做了兩件事，一是：調用析構函數，二是：調用::operator delete釋放記憶體。

是以推測構造函數也是可以顯式調用的。做個實驗：

int main()

{

    myclass* pmyclass = (myclass*)malloc(sizeof(myclass));

    pmyclass->myclass();

    // …

}

編譯pmyclass->myclass()出錯：

error c2273: 'function-style cast' : illegal as right side of '->'operator

它以為myclass是這個類型。

解決辦法有兩個：

第一：pmyclass->myclass::myclass();

第二：new(pmyclass) myclass();

顯示調用構造函數有什麼用？

有時候，你可能由于效率考慮要用到malloc去給類對象配置設定記憶體，因為malloc是不調用構造函數的，是以這個時候會派上用場了。

另外下面也是可以的，雖然内置類型沒有構造函數。

int* i = (int*)malloc(sizeof(int));

new (i) int();

3、拷貝（複制）構造函數為什麼不能用值傳遞

當你嘗試着把拷貝構造函數寫成值傳遞的時候，會發現編譯都通不過，錯誤資訊如下：

error: invalid constructor; you probably meant 's (const s&)' （大緻意思是：無效的構造函數，你應該寫成。。。）

當編譯錯誤的時候你就開始糾結了，為什麼拷貝構造函數一定要使用引用傳遞呢，我上網查找了許多資料，大家的意思基本上都是說如果用值傳遞的話可能會産生死循環。編譯器可能基于這樣的原因不允許出現值傳遞的拷貝構造函數，也有可能是c++标準是這樣規定的。

如果真是産生死循環這個原因的話，應該是這樣子的：

當給s2初始化的時候調用了s2的拷貝構造函數，由于是值傳遞，系統會給形參st重新申請一段空間，然後調用自身的拷貝構造函數把s1的資料成員的值傳給st。當調用自身的拷貝構造函數的時候又因為是值傳遞，是以...

也就是說，隻要調用拷貝構造函數，就會重新申請一段空間，隻要重新申請一段空間，就會調用拷貝構造函數，這樣一直下去就形成了一個死循環。是以拷貝構造函數一定不能是值傳遞。

4、構造函數/析構函數抛出異常的問題

構造函數抛出異常：

    1.不建議在構造函數中抛出異常；

    2.構造函數抛出異常時，析構函數将不會被執行；

c++僅僅能删除被完全構造的對象（fully contructed objects），隻有一個對象的構造函數完全運作完畢，這個對象才能被完全地構造。對象中的每個資料成員應該清理自己，如果構造函數抛出異常，對象的析構函數将不會運作。如果你的對象需要撤銷一些已經做了的動作（如配置設定了記憶體，打開了一個檔案，或者鎖定了某個信号量），這些需要被撤銷的動作必須被對象内部的一個資料成員記住處理。

析構函數抛出異常：

    在有兩種情況下會調用析構函數。第一種是在正常情況下删除一個對象，例如對象超出了作用域或被顯式地delete。第二種是異常傳遞的堆棧輾轉開解（stack-unwinding）過程中，由異常處理系統删除一個對象。

在上述兩種情況下，調用析構函數時異常可能處于激活狀态也可能沒有處于激活狀态。遺憾的是沒有辦法在析構函數内部區分出這兩種情況。是以在寫析構函數時你必須保守地假設有異常被激活，因為如果在一個異常被激活的同時，析構函數也抛出異常，并導緻程式控制權轉移到析構函數外，c++将調用terminate函數。這個函數的作用正如其名字所表示的：它終止你程式的運作，而且是立即終止，甚至連局部對象都沒有被釋放。

概括如下：

    1.析構函數不應該抛出異常；

    2.當析構函數中會有一些可能發生異常時，那麼就必須要把這種可能發生的異常完全封裝在析構函數内部，決不能讓它抛出函數之外；

    3.當處理另一個異常過程中，不要從析構函數抛出異常；

    在構造函數和析構函數中防止資源洩漏的好方法就是使用smart point（智能指針），c++ stl提供了類模闆auto_ptr，用auto_ptr對象代替原始指針，你将不再為堆對象不能被删除而擔心，即使在抛出異常時，對象也能被及時删除。因為auto_ptr的析構函數使用的是單對象形式的delete，而不是delete []，是以auto_ptr不能用于指向對象數組的指針。當複制 auto_ptr 對象或者将它的值賦給其他 auto_ptr 對象的時候，将基礎對象的所有權從原來的 auto_ptr 對象轉給副本，原來的 auto_ptr 對象重置為未綁定狀态。是以，不能将 auto_ptrs 存儲在标準庫容器類型中。如果要将智能指針作為stl容器的元素，可以使用boost庫裡的shared_ptr。

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