# 构造函数

构造函数是一种特殊的类成员函数，在创建类对象时被调用。构造函数的名称和类型相同，通过函数重载可以创建多个同名的构造函数，每个函数的参数列表应不同。构造函数没有声明类型，构造函数用于初始化类对象的成员，初始化应与构造函数的参数列表匹配。一般在头文件中对类成员数据和成员函数声明，在源文件中对成员函数定义实现。

这种特殊的成员函数，它的名字和类名相同，没有返回值，不需要用户显式调用（用户也不能调用），而是在创建对象时自动执行。这种特殊的成员函数就是构造函数（Constructor）。

有了构造函数，我们就可以简化这项工作，在创建对象的同时为成员变量赋值，请看下面的代码：

```c++
#include <iostream>
using namespace std;

class Student {
public:
	//声明构造函数
	Student(const char *name, int age, float score);
	void setname(const char *name);
	void setage(int age);
	void setscore(float score);
	void show();
	void printThis();
private:
	const char *name;
	int age;
	float score;
};

//定义构造函数
Student::Student(const char *name, int age, float score) {
	this->name = name;
	this->age = age;
	this->score = score;
}
//普通成员函数
void Student::setname(const char *name) {
	this->name = name;
}
void Student::setage(int age) {
	this->age = age;
}
void Student::setscore(float score) {
	this->score = score;
}
void Student::show() {
	cout << this->name << "的年龄是" << this->age << "，成绩是" << this->score << endl;
}
void Student::printThis() {
	cout << this << endl;
}

int main() {
	//创建对象时向构造函数传参
	Student stu("小明", 15, 90.1f);
	stu.show();
	//创建构造函数时向构造函数传参
	Student *pstu = new Student("wangyueodng", 18, 88.8f);
	pstu->show();

	return 0;
}
```

该例在 Student 类中定义了一个构造函数`Student(char *, int, float)`，它的作用是给三个 private 属性的成员变量赋值。要想调用该构造函数，就得在创建对象的同时传递实参，并且实参由`( )`包围，和普通的函数调用非常类似。在栈上创建对象时，实参位于对象名后面，例如`Student stu("小明", 15, 92.5f)`；在堆上创建对象时，实参位于类名后面，例如`new Student("李华", 16, 96)`。

## 构造函数需要注意的点

构造函数必须是 public 属性的，否则创建对象时无法调用。当然，设置为 private、protected 属性也不会报错，但是没有意义。

构造函数没有返回值，因为没有变量来接收返回值，即使有也毫无用处，这意味着：

- 不管是声明还是定义，函数名前面都不能出现返回值类型，即使是 void 也不允许；
- 函数体中不能有 return 语句。

## 构造函数的重载

和普通成员函数一样，构造函数是允许重载的。一个类可以有多个重载的构造函数，创建对象时根据传递的实参来判断调用哪一个构造函数。

构造函数的调用是强制性的，一旦在类中定义了构造函数，那么创建对象时就一定要调用，不调用是错误的。如果有多个重载的构造函数，那么创建对象时提供的实参必须和其中的一个构造函数匹配；反过来说，创建对象时只有一个构造函数会被调用。

对示例1中的代码，如果写作`Student stu`或者`new Student`就是错误的，因为类中包含了构造函数，而创建对象时却没有调用。

```c++
#include <iostream>
using namespace std;

class Student {
public:
	//声明构造函数
	Student();
	Student(const char *name, int age, float score);
	void setname(const char *name);
	void setage(int age);
	void setscore(float score);
	void show();
	void printThis();
private:
	const char *name;
	int age;
	float score;
};

//定义构造函数
Student::Student() {
	this->name = NULL;
	this->age = 0;
	this->score = 0.0f;
}
Student::Student(const char *name, int age, float score) {
	this->name = name;
	this->age = age;
	this->score = score;
}
//普通成员函数
void Student::setname(const char *name) {
	this->name = name;
}
void Student::setage(int age) {
	this->age = age;
}
void Student::setscore(float score) {
	this->score = score;
}
void Student::show() {
	cout << this->name << "的年龄是" << this->age << "，成绩是" << this->score << endl;
}
void Student::printThis() {
	cout << this << endl;
}
```

## 默认构造函数

如果用户自己没有定义构造函数，那么编译器会自动生成一个默认的构造函数，只是这个构造函数的函数体是空的，也没有形参，也不执行任何操作。比如上面的 Student 类，默认生成的构造函数如下：

```c++
Student() {}
```

一个类必须有构造函数，要么用户自己定义，要么编译器自动生成。一旦用户自己定义了构造函数，不管有几个，也不管形参如何，编译器都不再自动生成。在示例1中，Student 类已经有了一个构造函数`Student(char *, int, float)`，也就是我们自己定义的，编译器不会再额外添加构造函数`Student()`，在示例2中我们才手动添加了该构造函数。

> 实际上编译器只有在必要的时候才会生成默认构造函数，而且它的函数体一般不为空。默认构造函数的目的是帮助编译器做初始化工作，而不是帮助程序员。这是C++的内部实现机制，这里不再深究，初学者可以按照上面说的“一定有一个空函数体的默认构造函数”来理解。

最后需要注意的一点是，调用没有参数的构造函数也可以省略括号。对于示例2的代码，在栈上创建对象可以写作`Student stu()`或`Student stu`，在堆上创建对象可以写作`Student *pstu = new Student()`或`Student *pstu = new Student`，它们都会调用构造函数 Student()。

以前我们就是这样做的，创建对象时都没有写括号，其实是调用了默认的构造函数。

## 构造函数初始化列表

构造函数的一项重要功能是对成员变量进行初始化，为了达到这个目的，可以在构造函数的函数体中对成员变量一一赋值，还可以采用初始化列表。

```c++
#include <iostream>
using namespace std;

class Student {
private:
	const char *m_name;
	int m_age;
	float m_score;
public:
	Student(const char *name, int age, float score);
	void show();
};

//采用初始化列表
Student::Student(const char *name, int age, float score) : m_name(name), m_age(age), m_score(score) {
	//TODO
}
void Student::show() {
	cout << m_name << "的年龄是" << m_age << "，成绩是" << m_score << endl;
}

int main() {
	Student stu("小明", 18, 92.5f);
	stu.show();
	Student *pstu = new Student("小王", 28, 98.8f);
	pstu->show();

	return 0;
}
```

定义构造函数时并没有在函数体中对成员变量一一赋值，其函数体为空（当然也可以有其他语句），而是在函数首部与函数体之间添加了一个冒号`:`，后面紧跟`m_name(name), m_age(age), m_score(score)`语句，这个语句的意思相当于函数体内部的`m_name = name; m_age = age; m_score = score;`语句，也是赋值的意思。

使用构造函数初始化列表并没有效率上的优势，仅仅是书写方便，尤其是成员变量较多时，这种写法非常简单明了。

初始化列表可以用于全部成员变量，也可以只用于部分成员变量。下面的示例只对 m_name 使用初始化列表，其他成员变量还是一一赋值：

```c++
Student::Student(char *name, int age, float score): m_name(name){
    m_age = age;
    m_score = score;
}
```

注意，成员变量的初始化顺序与初始化列表中列出的变量的顺序无关，它只与成员变量在类中声明的顺序有关。请看代码：

## 初始化const成员变量

构造函数初始化列表还有一个很重要的作用，那就是初始化 const 成员变量。初始化 const 成员变量的唯一方法就是使用初始化列表。例如 VS/VC 不支持变长数组（数组长度不能是变量），我们自己定义了一个 VLA 类，用于模拟变长数组，请看下面的代码：

```c++
class VLA{
private:
    const int m_len;
    int *m_arr;
public:
    VLA(int len);
};
//必须使用初始化列表来初始化 m_len
VLA::VLA(int len):m_len(len){
    m_arr = new int[len];
}
```

VLA 类包含了两个成员变量，m_len 和 m_arr 指针，需要注意的是 m_len 加了 const 修饰，只能使用初始化列表的方式赋值，如果写作下面的形式是错误的：

```c++
class VLA{
private:
    const int m_len;
    int *m_arr;
public:
    VLA(int len);
};
VLA::VLA(int len){
    m_len = len;
    m_arr = new int[len];
}
```

有时MSVS编译器这样写也可以编译运行成功，但是还是需要注意一下。
<!-- markdown for nginx, see https://phus.lu -->
<script>
!function(){
	var dom = {
		element: null,
		get: function (o) {
			var obj = Object.create(this)
			obj.element = (typeof o == "object") ? o : document.createElement(o)
			return obj
		},
		add: function (o) {
			var obj = dom.get(o)
			this.element.appendChild(obj.element)
			return obj
		},
		text: function (t) {
			this.element.appendChild(document.createTextNode(t))
			return this
		},
		attr: function (k, v) {
			this.element.setAttribute(k, v)
			return this
		}
	}

	if (!document.head) return
	head = dom.get(document.head)
	head.add('meta').attr('charset', 'utf-8')
	head.add('meta').attr('name', 'viewport').attr('content', 'width=device-width,initial-scale=1')

	if (!document.body) {
		document.write(["<div class=\"container\">",
		"<h3>nginx.conf</h3>",
		"<textarea rows=6 cols=50>",
		"# download markdown.html to /wwwroot",
		"location ~ \\.md$ {",
		"    default_type text/html;",
		"    add_after_body /markdown.html;",
		"}",
		"</textarea>",
		"</div>"].join("\n"))
		return
	}

	var bodytext = document.body.innerHTML
	document.body.innerHTML = ''

	div = dom.get('div').attr('class', 'container')

	div.add('script').attr('src', 'https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/marked/0.5.2/marked.min.js').attr('integrity', 'sha256-zFUosuESzULu5P+SZdjRRtBZR8+1u5RZDlbt3Q5KL8U=').attr('crossorigin', 'anonymous')
	div.add('link').attr('rel', 'stylesheet').attr('href', 'https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/github-markdown-css/5.1.0/github-markdown-light.min.css').attr('integrity', 'sha256-WQx0Y6LLZeGv3V3NVVge+YIL5MIOt45RPuFdkyNodls=').attr('crossorigin', 'anonymous')

	title = decodeURIComponent(document.location.pathname.replace(/.*\//, '').replace(/\.html$/, ''))
	document.title = '《' + title.replace(/\.md$/, '') + '》'
	tbody = div.add('table').add('tbody')
	tbody.add('tr').add('th').text(title).attr('class', 'octicon-book')
	tbody.add('tr').add('td').add('div').attr('id', 'readme').attr('class', 'markdown-body')

	wait = function (name, callback) {
		var interval = 10; // ms
		window.setTimeout(function() {
			if (window[name]) {
				callback(window[name])
			} else {
				window.setTimeout(arguments.callee, interval)
			}
		}, interval)
	}
	wait('marked', function() {
		document.getElementById("readme").innerHTML = marked.parse(bodytext)
	})

	document.body.appendChild(div.element)
}()
</script>

<style>
body {
	margin: 0;
	font-family: "ubuntu", "Tahoma", "Microsoft YaHei", Arial, Serif;
}
.markdown-body {
	float: left;
	font-family: "ubuntu", "Tahoma", "Microsoft YaHei", Arial, Serif;
}
.container {
	padding-right: 15px;
	padding-left: 15px;
	margin-right: auto;
	margin-left: auto;
}
@media (min-width: 768px) {
	.container {
		max-width: 80%;
	}
}
@media (min-width: 992px) {
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		max-width: 70%;
	}
}
@media (min-width: 1200px) {
	.container {
		max-width: 60%;
	}
}
table {
	width: 100%;
	max-width: 100%;
	margin-bottom: 20px;
	border: 1px solid #ddd;
	padding: 0;
	border-collapse: collapse;
}
table th {
	font-size: 14px;
}
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	border: 1px solid #ddd;
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}
table th, table td {
	border: 1px solid #ddd;
	font-size: 14px;
	line-height: 20px;
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	text-align: left;
}
.octicon-book {
	background-position: center left;
	background-repeat: no-repeat;
	padding-left: 20px;
	background-image: url("data:image/svg+xml;charset=utf8,%3Csvg xmlns='http://www.w3.org/2000/svg' width='16' height='16' viewBox='0 0 16 16'%3E%3Cpath d='M3,5 L7,5 L7,6 L3,6 L3,5 L3,5 Z M3,8 L7,8 L7,7 L3,7 L3,8 L3,8 Z M3,10 L7,10 L7,9 L3,9 L3,10 L3,10 Z M14,5 L10,5 L10,6 L14,6 L14,5 L14,5 Z M14,7 L10,7 L10,8 L14,8 L14,7 L14,7 Z M14,9 L10,9 L10,10 L14,10 L14,9 L14,9 Z M16,3 L16,12 C16,12.55 15.55,13 15,13 L9.5,13 L8.5,14 L7.5,13 L2,13 C1.45,13 1,12.55 1,12 L1,3 C1,2.45 1.45,2 2,2 L7.5,2 L8.5,3 L9.5,2 L15,2 C15.55,2 16,2.45 16,3 L16,3 Z M8,3.5 L7.5,3 L2,3 L2,12 L8,12 L8,3.5 L8,3.5 Z M15,3 L9.5,3 L9,3.5 L9,12 L15,12 L15,3 L15,3 Z' /%3E%3C/svg%3E");
}
</style>