《C++程序設(shè)計(jì)》課程中構(gòu)造函數(shù)的教學(xué)改革探索

史小飛　宮彥軍

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《C++程序設(shè)計(jì)》課程中構(gòu)造函數(shù)的教學(xué)改革探索

史小飛1宮彥軍2

（1.湖南科技學(xué)院 圖書館，湖南 永州 425199；2.湖南科技學(xué)院 電子與信息工程學(xué)院，湖南 永州 425199）

在《C++程序設(shè)計(jì)》教學(xué)中構(gòu)造函數(shù)部分是重要的教學(xué)內(nèi)容，文章設(shè)計(jì)了構(gòu)造函數(shù)的引入，講解構(gòu)造函數(shù)的作用，深入講解類在沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)時(shí)，如何開辟動(dòng)態(tài)對(duì)象數(shù)組，補(bǔ)充課本中沒有的構(gòu)造函數(shù)可以用來修改數(shù)據(jù)成員的內(nèi)容，用構(gòu)造函數(shù)可以修改常數(shù)據(jù)成員。

C++語言；構(gòu)造函數(shù)；調(diào)用

引　言

C++語言支持面向?qū)ο?，含有類，類中的?gòu)造函數(shù)是一種特殊的成員函數(shù)，其作用是為類的數(shù)據(jù)成員賦初值[1-4]。在C++中構(gòu)造函數(shù)的作用就是在對(duì)象被創(chuàng)建時(shí)利用特定的值構(gòu)造對(duì)象[5]。C++中每個(gè)類必須有構(gòu)造函數(shù)，如果用戶沒有提供構(gòu)造函數(shù)，C++提供一個(gè)無參構(gòu)造函數(shù)，它僅負(fù)責(zé)創(chuàng)建對(duì)象，而不做任何初始化的工作[6]。構(gòu)造函數(shù)中有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)、拷貝構(gòu)造函數(shù)和轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)[7]。以上文獻(xiàn)都是給出構(gòu)造函數(shù)的概念、分類及作用，本文給出《C++程序設(shè)計(jì)》中構(gòu)造函數(shù)部分教學(xué)的設(shè)計(jì)過程，對(duì)此部分內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)改革與探索。

1　構(gòu)造函數(shù)的引入

1.1無參構(gòu)造函數(shù)的引入

給學(xué)生演示下面的例子“程序一”，代碼如下：

#include

using namespace std;

class Time

{

public:

void set_time(); void show_time();

private:

int hour,minute,sec;

};

void Time::show_time()

{

cout<

}

int main()

{

int a;

cout<

Time t1;

t1.show_time();

return 0;

}

問學(xué)生，這程序的輸出結(jié)果是什么？演示程序，程序給出的結(jié)果是事先不可預(yù)知的，是隨機(jī)值，a的輸出是隨機(jī)值，因?yàn)闆]有初始化，而時(shí)間類的數(shù)據(jù)成員的輸出也是隨機(jī)值，說明沒有初始化，對(duì)象的數(shù)據(jù)成員如何初始化？和學(xué)生互動(dòng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)，能否在定義數(shù)據(jù)成員進(jìn)行初始化，即能否在定義數(shù)據(jù)成員的同時(shí)賦值？

修改上面的代碼

int hour=0,minute=0,sec=0;

編譯時(shí)會(huì)出現(xiàn)6個(gè)錯(cuò)誤。那如何初始化，就引入構(gòu)造函數(shù)概念。把數(shù)據(jù)成員都初始化為固定的值，例如上面的Time類的hour、minute和sec都初始化為0。在Time類中“private:”前面補(bǔ)充如下代碼：

Time()

{

hour=0;minute=0;sec=0;

}

這個(gè)程序?yàn)椤俺绦蚨薄?/p>

主函數(shù)中的a初始化為0，則程序的執(zhí)行結(jié)果如下：

圖1.程序二的運(yùn)行結(jié)果

通過無參構(gòu)造函數(shù)，引入構(gòu)造函數(shù)的概念，構(gòu)造函數(shù)是特殊的成員函數(shù)，它的名字與類名相同，沒有返回值類型，在建立對(duì)象時(shí)自動(dòng)執(zhí)行。

1.2有參構(gòu)造函數(shù)的引入

類名后面跟著對(duì)象名，定義對(duì)象時(shí)調(diào)用無參構(gòu)造函數(shù)，通過無參構(gòu)造函數(shù)定義對(duì)象時(shí)，對(duì)象數(shù)據(jù)成員的初始化是固定，如果想定義2個(gè)不同的對(duì)象，對(duì)象的數(shù)據(jù)成員的初始化的值不同，如何處理？這樣引入有參構(gòu)造函數(shù)。對(duì)于上面的Time類需要對(duì)三個(gè)數(shù)據(jù)成員初始化，需要一個(gè)三參構(gòu)造函數(shù)，在Time類中“private:”前面補(bǔ)充如下代碼：

Time(int h,int m,int s)

{

hour=h;minute=m;sec=s;

}

主函數(shù)修改如下，為程序三：

int main()

{

Time t1(1,2,3);

t1.show_time();

return 0;

}

運(yùn)行程序，執(zhí)行結(jié)果如下：

圖2.“程序三”的運(yùn)行結(jié)果

對(duì)于上面的時(shí)間類的三參構(gòu)造函數(shù)的使用，是在定義對(duì)象的時(shí)候提供三個(gè)參數(shù)，對(duì)象名的后面用括號(hào)括起的三個(gè)參數(shù)，為什么這樣寫？Time t1(1,2,3)可以寫成

Time t1=Time(1,2,3)

這樣可以理解為，定義對(duì)象也像普通的double型數(shù)的初始化一樣進(jìn)行賦值，這里的賦值是調(diào)用三參構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行賦值，“Time t1(1,2,3)”這樣寫是省略了“=Time”。

2　動(dòng)態(tài)對(duì)象數(shù)組

對(duì)象的動(dòng)態(tài)數(shù)組，利用對(duì)象指針來實(shí)現(xiàn)，給學(xué)生演示下面的例子“程序四”，代碼如下：

#include

#include

using namespace std;

class Box

{

public:

Box(int h,int w,int len)

{

height=h; width=w; length=len;

}

void output()

{ cout<<"V="<

int volume()

{ return(height*width*length); }

private:

int height,width,length;

};

int main()

{

int n; cout<<"長(zhǎng)方體的個(gè)數(shù):";

cin>>n; Box *pt;

pt=new Box[n];

for(int i=0;i

cout<

delete[]pt;

return 0;

}

“程序四”編譯后，會(huì)出現(xiàn)如下錯(cuò)誤:

error C2512: 'Box' : no appropriate default constructor available

這個(gè)錯(cuò)誤的原因是類Box沒有無參構(gòu)造函數(shù)。解決辦法一是增加無參構(gòu)造函數(shù)，辦法二是修改開辟動(dòng)態(tài)數(shù)組的方法，對(duì)“pt=new Box[n]”進(jìn)行修改，得到“程序五”，修改如下：

pt=(Box*)operator new(sizeof(Box)*n);

用operator new開辟動(dòng)態(tài)數(shù)組，對(duì)象數(shù)組的每個(gè)元素的數(shù)據(jù)成員都是隨機(jī)值。

圖3“程序五”的運(yùn)行結(jié)果

3　利用構(gòu)造函數(shù)修改對(duì)象的數(shù)據(jù)成員

“程序五”給出的結(jié)果是隨機(jī)值，這是因?yàn)閿?shù)組的每個(gè)元素的數(shù)據(jù)成員都是隨機(jī)值，可以利用構(gòu)造函數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)組中元素中數(shù)據(jù)成員進(jìn)行設(shè)置。

修改“程序五”中的主函數(shù)，得到“程序六”，“程序六”與“程序五”的區(qū)別只是主函數(shù)不同，“程序六”主函數(shù)如下。

int main()

{

int n,i;

cout<<"長(zhǎng)方體的個(gè)數(shù):";

cin>>n; Box *pt;

pt=(Box*)operator new(sizeof(Box)*n);

for(i=0;i

{

int a,b,c;

cout<<"輸入長(zhǎng)寬高(整數(shù))";

cin>>a>>b>>c;

new(pt+i)Box(a,b,c);

}

for(i=0;i

cout<

delete[]pt;

return 0;

}

圖4.“程序六”的運(yùn)行結(jié)果

從“程序六”的代碼可以看出，可以利用構(gòu)造函數(shù)修改數(shù)據(jù)成員。

4　利用構(gòu)造函數(shù)修改常數(shù)據(jù)成員

給學(xué)生演示下面的例子“程序七”，代碼如下：

#include

using namespace std;

class Time

{

public:

void show_time()

{ cout<

Time(int h,int m,int s):hour(h)

{ minute=m;sec=s;}

private:

const int hour;

int minute,sec;

};

int main()

{

Time t(1,2,3);

return 0;

}

對(duì)于常數(shù)據(jù)成員必須且只能在構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)初始化表里面進(jìn)行初始化。只是修改“程序七”的主函數(shù)得到“程序八”，“程序八”的主函數(shù)如下：

int main()

{

Time t(1,2,3);

t.show_time(); new(&t)Time(0,0,0);

t.show_time();

return 0;

}

圖5.“程序八”的運(yùn)行結(jié)果

從“程序八”的運(yùn)行結(jié)果可以看出，Time對(duì)象的常數(shù)據(jù)成員發(fā)生變化，hour為常數(shù)據(jù)成員，從1變?yōu)?.

結(jié)　論

設(shè)計(jì)了《C++程序設(shè)計(jì)》課程中構(gòu)造函數(shù)部分采用啟發(fā)式教學(xué)方案，文章通過實(shí)際的例子引入構(gòu)造函數(shù)，逐步引出在沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)時(shí)，開辟動(dòng)態(tài)對(duì)象數(shù)組的方法，補(bǔ)充課本中沒有的構(gòu)造函數(shù)可以用來修改數(shù)據(jù)成員的內(nèi)容，用構(gòu)造函數(shù)可以修改常數(shù)據(jù)成員。

[1]梁伍七.C++構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造類成員的方法剖析[J].安徽廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào),2002,(01):86-88.

[2]程有娥.C++構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造類成員的方法剖析[J].華北工學(xué)院學(xué)報(bào)(社科版),2003,(03):91-92.

[3]宋初一,格日樂圖,姜靜清,等.C++構(gòu)造函數(shù)的剖析[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2003,(06):502-503.

[4]莊銀霞.關(guān)于C++構(gòu)造函數(shù)中的不合理設(shè)計(jì)的研究[J].信息技術(shù)與信息化,2015,(10):139-141.

[5]張勇.C++中構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)的使用[J].宿州教育學(xué)院學(xué)報(bào),2004,(03):107-108+133.

[6]張永,葉水生,張小鋒.C++中構(gòu)造函數(shù)的深入分析[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化,2005,(02):14-15+21.

[7]王帥,馬夢(mèng)娜.關(guān)于C++構(gòu)造函數(shù)的幾點(diǎn)探究[J].電腦編程技巧與維護(hù),2013,(10):6-7+19.

（責(zé)任編校：何俊華）

2016－01－08

湖南省教育廳資助科研項(xiàng)目(12A054)

史小飛（1970－），女，吉林梨樹人，助理館員，研究方向?yàn)閳D書館學(xué)、情報(bào)學(xué)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)。

G642.0

A

1673-2219（2016）05-0105-03