3.2. Конструкторы и деструкторы

Приведенный в листинге 1 пример класса-массива обладает рядом недостатков. В частности, возможна такая работа с объектом:

//Листинг 4.Пример неверного обращения к методам класса «массив целых чисел»

//из листинга 1

main()

{ array m;

m.ReadMas();

m.WriteMas();

}

Проблема здесь заключается в том, что для класса не предусмотрена защита от некорректных вызовов методов, и метод чтения массива ReadMas может быть вызван еще до инициализации массива, то есть без выделения памяти под него. Это обязательно в дальнейшем приведет к потере данных. Таким образом, можно сказать, что для данного класса не продуман как следует интерфейс, который бы обеспечивал целостность объекта при любых операциях с ним.

Решением проблемы могло бы стать введение дополнительного члена данных, который своим значением определял, проинициализирован ли массив или нет. Переопределим класс array:

//Листинг 5. Решение проблемы некорректности интерфейса класса введением дополнительного //компонентного данного

struct array

{ int *mas, n;

int present;

void InitMas(int k)

{if (!present)

{if (k>0)

{ n=k;

mas=new int[n];

present=1;

}

}

else cout<<”Память уже выделена”;

}

void DelMas() //функция уничтожения массива

{if (present)

{

delete []mas;

present=0;

n=0;

}

else cout<<”Память не была выделена”;

}

void ReadMas() //функция ввода массива в клавиатуры

{if(present)

{ cout<<"Ввод массива";

for (int i=0;i<n;i++)

cin>>mas[i];

}

else cout<<”Ошибка! Память под массив не выделена”;

}

};

В программе из листинга 5 в класс введен дополнительный компонент present, который принимает единичное значение, когда память под массив выделена, и нулевое – в противном случае. При такой реализации методов класса их можно вызывать в программе в любой последовательности. Необходимо только позаботиться, чтобы при определении класса начальное значение свойства present было равно нулю. Начальная инициализация члена данных может быть осуществлена аналогично инициализации полей структуры.

array m={NULL, 0, 0};

Однако, такой способ инициализации компонентных данных не всегда удобен, поскольку при создании объекта зачастую необходимо не просто присвоить некоторые начальные значения компонентным данным, но и выполнять ряд действий: выделить динамическую память, открыть файл и т.п. В рассматриваемом примере с классом-массивом, например, при создании объекта было бы полезно сразу выделить под него динамическую память, что позволит избавиться от проблемы работы с неинициализированным объектом без введения дополнительной компоненты present. Для этих целей в класс вводится специальная компонентная функция, называемая конструктором.

Конструктор – это метод класса, имя которого совпадает с именем класса. Конструктор вызывается автоматически после выделения памяти для переменной и обеспечивает инициализацию компонент-данных. Конструктор не имеет никакого типа (даже типа void) и не возвращает никакого значения в результате своей работы. Конструктор нельзя вызывать как обычную компонентную функцию в программе. Вызов конструктора в программе выглядит следующим образом:

имя_класса имя_объекта ( фактические_параметры_конструктора );

имя_класса * имя_указателя = new имя_класса(фактические_ параметры_ конструктора );

Для класса может быть объявлено несколько конструкторов, различающихся числом и типами параметров. При этом даже если для объектного типа не определено ни одного конструктора, компилятор создает для него конструктор по умолчанию, не использующий параметров, а также конструктор копирования, необходимый в том случае, если переменная объектного типа передается в конструктор как аргумент. В этом случае создаваемый объект будет точной копией аргумента конструктора.

//Листинг 6. Конструкторы по умолчанию

struct MyClass

{//конструкторы по-умолчанию (создаются компилятором)

MyClass() // без параметров

{…}

MyClass(MyClass &copy) //конструктор копирования

{…}

};

main()

{

MyClass m; //вызов конструктора без параметров

MyClass m1(m);//вызов конструктора копирования

}

Для класса array вместо метода InitMas необходимо определить конструктор, который выделял бы динамически память под массив.

//Листинг 7. Переопределение класса «массив целых чисел» с использованием

//конструктора

struct array

{ …

array(int k)

{if(k>0)

{ n=k;

mas=new int[n];

}

else

{cout<<Неверный размер массива”;

n=0;

}

}

…

};

main()

{ array m(5); //вызов конструктора. Память выделяется под 5 элементов массива

m.ReadMas(); //ввод элементов массива с клавиатуры

…

}

Описание конструктора можно упростить, если компонентные данные принадлежат к базовым типам или являются объектными переменными, имеющими конструктор. При описании конструктора после заголовка функции можно поставить двоеточие и за ним список инициализаторов вида

имя_компонента (выражение)

Например, для класса array можно было определить конструктор так:

class array

( .....

public:

array ( int k) : n(k)

{mas=new int[n] ;

}

};

Еще одним специальным методом класса является деструктор. Деструктор вызывается перед освобождением памяти, занимаемой объектной переменной, и предназначен для выполнения дополнительных действий, связанных с уничтожением объектной переменной, например, для освобождения динамической памяти, закрытия, уничтожения файлов и т.п.

Объявление деструктора в классе выглядит следующим образом:

~имя_класса() {тело деструктора}

Деструктор всегда имеет то же имя, что и имя класса, но перед именем записывается знак ~ (тильда). Деструктор не имеет параметров и подобно конструктору не возвращает никакого значения. Таким образом, деструктор не может быть перегружен и должен существовать в классе в единственном экземпляре. Деструктор вызывается автоматически при уничтожении объекта. Таким образом, для статически определенных объектов деструктор вызывается, когда заканчивается блок программы, в котором определен объект (блок в данном случае – составной оператор или тело функции). Для объектов, память для которых выделена динамически, деструктор вызывается при уничтожении объекта операцией delete.

//Листинг 8. Вызов деструктора объекта

main()

{MyClass m; //создание объекта статически

MyClass *ptm=new MyClass; //создание объекта динамически

…

delete ptm; //вызов деструктора для динамического объекта

…

//вызов деструктора для статического объекта

}

Определим деструктор для класса array.

struct array

{ …

~array()

{ if(n>0)

delete []mas;

}

…

};

Деструктор в отличие от конструктора допускает явный вызов вида:

имя_обекта.~имя_класса()

адрес_объекта->~имя_класса()