Слайд 1Назначение конструктора
В С++ при определении переменных часто их сразу инициализируют.
Например,
int x = 5;
String s; // s – объект класса
String
Хотим проинициализировать его пустой строкой.
Для структур эта инициализация выполняется так:
String s = {“”, 0};
s.len = 0; s.line[0] = ’\0’; // ??????????????
Для объектов класса такая инициализация запрещена в силу принципа инкапсуляции
Слайд 2Проблема
Внутри описания класса инициализировать
нельзя по синтаксису структуры,
но и вне
класса записать
s.len = 0; s.line[0] = ’\0’;
тоже нельзя, т.к. член-данные
из части private
недоступны.
( Заметим, что если определить их в части public, то их
можно инициализировать как структуру, т.е.
String s = {“”, 0}; )
Слайд 3Выход
Инициализацию должна выполнять
специальная член-функция класса.
Слайд 4Конструктор!
Определение. Член-функция класса,
предназначенная для инициализации
член-данных класса при определении
объектов класса, называется
конструктором.
Конструктор всегда имеет имя
класса.
Слайд 5Конструктор в классе String
Объявление :
String();
Определение конструктора:
String:: String() {
len = 0; line[0] = ’\0’;}
(1)
Определение объектов:
String s1, s2;
.
Слайд 6Конструктор в классе String
Конструктор
,
и выполняет инициализацию объектов
Так как конструктор не имеет аргументов, то он
называется конструктором по умолчанию.
всегда вызывается неявно
Слайд 7Несколько конструкторов
String:: String(const char * s)
(2)
{ for( len = 0; line[len] != ‘\0’; len++)
line[len] = s[len];
}
Тогда объекты можно определить таким образом
String s1, s2(“Иванов”), s3 = String(“Петров”);
Для объекта s3 конструктор задается явно(но так
конструктор используется редко)
работает конструктор по умолчанию (1)
работает конструктор с аргументом (2)
Слайд 8
Заметим, что в классе должен быть один
конструктор по умолчанию и
один или
несколько с аргументами.
Слайд 9Особенности конструктора, как функции:
1. Главная - конструктор не имеет
возвращаемого значения
(даже void),
так как его единственное назначение –
инициализировать собственные член-
данные
объекта;
2. Конструктор имеет имя класса;
3. Конструктор всегда работает неявно
при определении объектов класса
Слайд 10Недостаток определенного класса String
это то, что он берет для каждого
объекта 259 байтов памяти, хотя фактически использует меньше
class String{ char
*line; int len;
public:
....
};
Тогда конструкторы надо определить иначе, т.к. кроме инициализации значений член-данных, они должны брать память в динамической области для поля line.
Слайд 11Другие конструкторы
В классе объявим 2 конструктора
String(int l = 80);
//с аргументом по
// умолчанию
String (const char *); //с аргументом // строкой
Слайд 12
String:: String(int l) // l=80 – не повторять! (3)
{line
= new char [l]; len=0;
line[0]=’\0’;
}
String::String(const char * s)
(2’)
{line = new char [strlen(s)+1];// для нуль-кода
for( len = 0; line[len] != ‘\0’; len++)
line[len] = s[len];
}
Слайд 13Пример использования
String s1(10), s2, s3(“без слов”);
конструктор (3)
аргумент задан l=10
конструктор (3)
аргумент
по умолчанию l=80
конструктор (2’)
l = 8 +
1 = 9
Слайд 14Замечание
В классе должен быть
или конструктор по умолчанию без аргументов
вида (1),
или конструктор с аргументом по умолчанию вида (3)
String ss;
‘Ambiguity between ‘String::String()’ and
‘String::String(int)’ -
‘Двусмысленность между String() и String( int )’
Слайд 15Инициализация значением другой переменной
В С++ кроме инициализации константным
значением
int x
= 5;
...
x++;
...
используется и такая инициализация данных
int y = x; //
инициализация одного данного // значением другого
Слайд 16В классе String подобная инициализация
может привести к ошибкам.
String s(“паровоз”);
...
String r
= s; // определение объекта r и
// инициализация его значением // объекта s
r.Index(4) = ‘х’ ; r.Index(6) = ‘д’;// изменим на пароход
s.Print(); r.Print();
Увидим, что выведется пароход в обоих
случаях. Это плохо.
Слайд 17Разберемся, почему это происходит
При определении объекта
String s(“паровоз”);
работает конструктор,
String::String(const char *
s)
(2’)
{ line = new char [strlen(s)+1]; // для нуль-кода
for( len = 0; line[len] != ‘\0’; len++)
line[len] = s[len];
}
который возьмет память в динамической области 8 байтов
s:
line
len
и адрес первого запишет в поле s.line.
Затем цикл for занесет в поле *line слово паровоз и
одновременно определит len = 7.
п
а
р
о
в
о
з
\0
7
куча!
Слайд 18При определении объекта r
String r = s; // или String
r(s);
компилятор просто выполняет копирование полей
r.line = s.line и r.len
= s.len
s:
п
а
р
о
в
о
з
\0
7
r:
7
А значит поле r.line будет
показывать на ту же
динамическую область!
И при выполнении операторов
r.Index(4) = ‘х’ ; r.Index(6) = ‘д’;
х
д
изменятся оба объекта. ☹
line
len
Слайд 20Поэтому для инициализации одного объекта
другим надо определить специальный
конструктор копирования
X
:: X( X& );
// где X - имя класса
String(String &);
String::String(String &s)
{ line = new char[ s.len + 1 ];
for( len = 0; line[len] != ‘\0’; len++)
line[len] = s.line[len];
}
const
Слайд 21Тогда инициализация
String r = s;
выполнится грамотно.
s:
п
а
р
о
в
о
з
\0
7
String::String(String &s)
{ line =
new char[ s.len+1 ];
line = new char[ s.len +
1 ];
for( len = 0; line[len] != ‘\0’; len++)
line[len] = s.line[len];
}
п
а
р
о
в
о
з
\0
7
r:
Конструктор копирования
возьмет для объекта r
новую динамическую память длиной s.len + 1 байтов.
И цикл for затем запишет из объекта s в поле r.line слово паровоз, в поле r.len длину 7.
При выполнении операторов
r.Index(4) = ‘х’ ; r.Index(6) = ‘д’;
значение s.line теперь не изменится ! ☺
х
д
line
len
line
len
куча
1
2
3
4
5
6
Слайд 22Все верно
s.Print(); // выведет ‘паровоз’
r.Print(); // выведет ‘пароход’
Слайд 23Замечание
Конструктор копирования кроме
рассмотренной инициализации работает
также
при передаче значений фактических аргументов-объектов
в функцию
при возврате результата-объекта из функции.
Слайд 24п 3.3. Деструктор
В языке С++ одним из важных моментов
является освобождение
памяти, занятой
переменными, при выходе из функции.
void F()
{ int k;
String
s1(20),s2(“ФПМК”),*s3;
s3= new String (“ТГУ”);
}
Слайд 25При выходе из функции освобождается память
для локальных объектов, т.е. k,
s1,s2, s3. Но
рассмотрим внимательнее, как это будет
реализовано.
k:
0
s1:
line
len
\0
...
Пустая строка из 20 байтов
s2:
4
line
len
Ф
П
М
К
\0
4 байта
s3:
new
Т
Г
У
\0
3
line
len
Эта память
будет
“брошена!”
Не экономно!
конструктор 2’
куча
При выходе
Слайд 26Для того, чтобы при выходе из
функций динамическая память,
которая берется конструкторами
объектов,
освобождалась
автоматически, надо задать
специальную член-функцию
деструктор.
Слайд 27Деструктор
Определение. Деструктор - это член
функция класса, предназначенная для
освобождения динамической памяти,
занимаемой
член-данными класса, при
выходе из функций. Деструктор имеет
формат
~ имя_класса(){…}
Слайд 28Пример
Для класса String его можно определить
таким образом
~ String() {delete
[ ] line;}
Слайд 29Пример
В этом случае при выходе из области
видимости функции F() память
для
объектов s1, s2, которую брал
конструктор для поля line, будет
освобождена.
Заданный
деструктор это будет делать по
умолчанию.
Слайд 30
k:
0
s1:
line
len
\0
...
Пустая строка из 20 байтов
s2:
4
line
len
Ф
П
М
К
\0
4 байта
s3:
new
Т
Г
У
\0
3
line
len
Работает
деструктор
куча
Работает стандартное освобождение
памяти от
локальных данных
при выходе из функции
Динамическую память, занятую объектом, заданным через указатель s3,
надо освобождать явно операцией
delete s3;
Память по операции
delete s3;
будет освобождена в 3 этапа:
1) деструктором
2) операцией delete
3) Стандартно от ячейки s3
при выходе из функции
Слайд 31Особенности деструктора как функции:
он не имеет аргументов;
он не возвращает значения;
работает
неявно для всех объектов при выходе из функций
Замечание. Работу деструктора
можно
“увидеть”, если в деструкторе задать какой-
либо вывод.
~String()
{ printf(“\nРаботает деструктор класса String”);
delete [ ] line; }
Слайд 32class String
{char *line; int len;
public:
String(int l=80);
// конструктор по умолчанию
String(const char *); //конструктор с аргументом
String(String &); // конструктор копирования
~String() { delete [] line;} // деструктор
void Print() { cout << line;}
int Len() { return len;}
char & Index( int );
void Fill( const char* );
};
Слайд 33char & Index (int)
char & String:: Index (int i)
{
if(i=len)
cout
пределами “; exit(0);}
return line[i]; }
Тип возвращаемого значения char & - ссылка
возвращает не просто значение символа, а
ссылку на ячейку, где он находится.
Это и позволяет выполнить присвоение вида
r.Index (4) = ’х’;
Слайд 34Возвращаемый тип char
Если определить тип возвращаемого значения
просто char, то присвоение
вида
r.Index (4) = ’х’;
(*)
было бы ошибочным, так как функция вернет
значение символа и компилятор будет
трактовать оператор (*), как присвоение одного
кода символа другому коду, как в данном
примере
‘в’=’х’;
что невозможно.
В других операциях в этом случае символ использоваться
может, кроме присвоения ему нового значения.
![ПроблемаВнутри описания класса инициализироватьнельзя по синтаксису структуры, но и вне класса записатьs.len = 0; s.line[0] = ’\0’;тоже](/img/thumbs/512e1b400e125490a78623bafff9d541-800x.jpg "Конструкторы.Деструктор ПроблемаВнутри описания класса инициализироватьнельзя по синтаксису структуры, но и вне класса")
![Конструктор в классе StringОбъявление : String();Определение конструктора: String:: String() { len = 0; line[0] = ’\0’;}](/img/thumbs/85d64d1857ce92c63eb79bcabce73ed8-800x.jpg "Конструкторы.Деструктор Конструктор в классе StringОбъявление : String();Определение конструктора: String:: String() { len")
![String:: String(int l) // l=80 – не повторять! (3) {line = new char [l]; len=0; line[0]=’\0’;}String::String(const char](/img/thumbs/c88f88fe99bff0d0d9e6e55be2b1ecf1-800x.jpg "Конструкторы.Деструктор String:: String(int l) // l=80 – не повторять! (3) {line =")
![Тогда инициализация String r = s; выполнится грамотно. s:паровоз\07String::String(String &s){ line = new char[ s.len+1 ]; line](/img/thumbs/4079cfaf45fbdee9c62efec8e69a58c7-800x.jpg "Конструкторы.Деструктор Тогда инициализация String r = s; выполнится грамотно. s:паровоз\07String::String(String &s){ line")
![ПримерДля класса String его можно определитьтаким образом~ String() {delete [ ] line;}](/img/thumbs/0eefcb3fdca294b3b980241b80ddc465-800x.jpg "Конструкторы.Деструктор ПримерДля класса String его можно определитьтаким образом~ String() {delete [ ] line;}")
