C++ 入門指南 4.01

單元 12 - 建構函數

-unit12-

函數 (function) 可以有多個參數 (parameter) 版本，建構函數 (constructor) 亦同，具有多個參數版本的函數被稱為多載函數 (overloaded function)

建構函數 ⇉ 多載函數

為什麼會需要多載函數呢？這是因為多載函數可以處理不同型態的參數，例如我們需要一個將數字相加的函數

int a = add(12, 32);

兩個參數 12 與 32 都是整數，運用之前 Demo::do_something() 的實作即可完成，那假如參數有一個不是整數呢？

double b = add(2.53, 32);

由於 C++ 是強型態 (strong typing) 的程式語言，浮點數的 double 與整數 int 是不同的資料型態 (data type) ，計算兩種資料型態前要先做型態轉換，不然就有可能會出現無法預期的結果

double add(double p_a, int p_b) {
    double c = (double) p_b;
    return p_a + c;
}

雖然編譯器會自動替基本內建型態 (primitive built-in type) 進行型態轉換，有些地方並不會出錯，可是有些地方就會出錯，保險一點就是我們養成型態轉換的習慣，只要型態不同，就自己加進轉換的程式碼。

多載函數的版本是依參數列中參數的數量與型態，函數只能有一個回傳值 (return value) ，若只有回傳值型態 (return type) 不同，這並不構成另一個多載函數。

建構函數的主要目的是設定資料成員 (data member) ，由於 Demo 有兩個資料成員 a 與 b ，因此我們打算設置三種參數版本，分別是沒有參數、一個參數及兩個參數

Demo();
Demo(int);
Demo(int, int);

沒有參數的建構函數直接呼叫修改函數將 a 與 b 都設定為整數 1 ，一個參數的建構函數將 a 與 b 都設定為參數值，至於兩個參數的建構函數， a 設定為第一個參數， b 設定為第二個參數，實作如下

// 沒有參數的建構函數
Demo::Demo() {
    set_a(1);
    set_b(1);
}

// 一個參數的建構函數
Demo::Demo(int n1) {
    set_a(n1);
    set_b(n1);
}

// 兩個參數的建構函數
Demo::Demo(int n1, int n2) {
    set_a(n1);
    set_a(n1);
    set_b(n2);
}

寫成完整範例如下

#include <iostream>

using namespace std;

class Demo {
// 宣告 public 的成員
public:
    Demo();
    Demo(int n1);
    Demo(int n1, int n2);
    void set_a(int n);
    void set_b(int n);
    int get_a();
    int get_b();
    int DoSomething();

// 宣告 private 的成員
private:
    int a;
    int b;
};

// 沒有參數的建構函數
Demo::Demo() {
    set_a(1);
    set_b(1);
}

// 一個參數的建構函數
Demo::Demo(int n1) {
    set_a(n1);
    set_b(n1);
}

// 兩個參數的建構函數
Demo::Demo(int n1, int n2) {
    set_a(n1);
    set_b(n2);
}

int Demo::DoSomething() {
    // 改成呼叫 getter 成員函數
    return get_a() + get_b();
}

// setter 與 getter 成員函數
void Demo::set_a(int n) {
    a = n;
}

void Demo::set_b(int n) {
    b = n;
}

int Demo::get_a() {
    return a;
}

int Demo::get_b() {
    return b;
}

int main(void) {
    Demo t1;
    Demo t2(11);
    Demo t3(11, 22);

    cout << endl;
    cout << t1.DoSomething() << endl;
    cout << t2.DoSomething() << endl;
    cout << t3.DoSomething() << endl;
    cout << endl;

    return 0;
}

/* 《程式語言教學誌》的範例程式
   http://kaiching.org/
   檔名：class_demo3.cxx
   功能：示範定義類別
   作者：張凱慶 */

利用建構函數建立物件 (object) ，宣告變數 (variable) 時加小括弧即可，需要留意沒有參數的建構函數不需要加小括弧

Demo t1;
Demo t2(11);
Demo t3(11, 22);

編譯執行結果如下

-classdemo3-

我們連續介紹了物件導向程式設計 (object-oriented programming) 中的封裝 (encapsulation) 與建構函數，接下來還有個寫 C++ 程式基本並且重要的主題，也就是設計專屬的標頭檔 (header file) ，下面我們繼續討論囉！

中英文術語對照
建構函數constructor
資料成員data member
資料型態data type
封裝encapsulation
函數function
標頭檔header file
物件object
物件導向程式設計object-oriented programming
多載函數overloaded function
參數parameter
基本內建型態primitive built-in type
回傳值型態return type
回傳值return value
強型態strong typing
變數variable
重點整理
1. 具有多個參數版本的函數被稱為多載函數，也就是允許函數有不同的參數列。
2. C++ 是強型態的程式語言，運算式中若有兩種不同的資料型態，就需要先進行型態轉換。
3. 編譯器會替基本內建型態進行自動型態轉換。
4. 函數只能有一個回傳值，若只有回傳值型態不同，這並不構成另一個多載函數。
5. 建構函數的主要目的是設定變數成員。
問題與討論
1. 為什麼兩個函數只有回傳值型態的不同，並不構成多載函數？
2. 為什麼編譯器要替基本內建型態進行自動型態轉換？
3. 建構函數的用途為何？除了設定變數成員外，建構函數還有其他功能嗎？
練習
1. 寫一個程式 exercise1201.cxx ，利用 exercise1102.cxx 設計的 IntegerDemo ，加入兩個建構函數，第一個建構函數沒有參數，將 value 預設為 0 ，第二個建構函數利用參數設定 value ，然後把 set_value(int) 移到 private 標籤之下。 參考程式碼
2. 寫一個程式 exercise1202.cxx ，利用 exercise1103.cxx 計算階層值的類別，將 Compute() 的內容移到 set_value(int) 之內，然後利用建構函數呼叫 set_value(int) ，注意建構函數需要一個參數，然後把 set_value(int) 移到 private 標籤之下。 參考程式碼
3. 寫一個程式 exercise1203.cxx ，利用 exercise1104.cxx 計算費氏數列的類別，將 Compute() 的內容移到 set_value(int) 之內，然後利用建構函數呼叫 set_value(int) ，注意建構函數需要一個參數，然後把 set_value(int) 移到 private 標籤之下。 參考程式碼
4. 寫一個程式 exercise1204.cxx ，利用 exercise1105.cxx 的 Point 類別，加入建構函數呼叫修改函數設定 x 、 y 成員變數，增加 get_point() 回傳座標的字串形式，然後印出兩點座標及距離。 參考程式碼
5. 寫一個程式 exercise1205.cxx ，利用 exercise1106.cxx 的 Guess 類別，然後利用建構函數呼叫 set_a(string) ，注意建構函數需要一個參數，然後把 set_a(string) 移到 private 標籤之下。 參考程式碼
6. 寫一個程式 exercise1206.cxx ，利用 exercise1107.cxx 的 Member 類別，加入建構函數呼叫 set_id(int) 及 set_name(string) ，並把這兩個成員函數移到 private 標籤之下。 參考程式碼
7. 寫一個程式 exercise1207.cxx ，利用 exercise1108.cxx 的 Text 類別，然後利用建構函數呼叫 set_c(string) ，注意建構函數需要一個參數，然後把 set_c(string) 移到 private 標籤之下。 參考程式碼
8. 寫一個程式 exercise1208.cxx ，利用 exercise1109.cxx 的 Ball 類別，注意除了 Point 用上面 exercise1204.cxx 加入建構函數外， Ball 也加入建構函數，相關修改函數都移到 private 標籤之下。 參考程式碼
9. 寫一個程式 exercise1209.cxx ，利用 exercise1110.cxx 的 Scene 類別，加入建構函數呼叫修改函數設定 id 、 text 成員變數，然後利用建構函數呼叫 set_id(int) 與 set_text(string) ，注意建構函數需要兩個參數，然後把兩個修改函數移到 private 標籤之下。 參考程式碼
10. 寫一個程式 exercise1210.cxx ，利用 exercise1111.cxx 的 Ball 類別，注意除了 Guess 或 Ball 用上面練習加入建構函數外， Game 也加入建構函數，相關修改函數都移到 private 標籤之下。 參考程式碼

相關教學影片

上一頁 單元 11 - 物件導向與封裝
回 C++ 入門指南 4.01 目錄
下一頁 單元 13 - 設計專屬的標頭檔
回 C++ 教材
回程式語言教材首頁