C++ 構造函數與析構函數深度解析：調用時機、初始化列表、虛析構、常見陷阱

構造函數

核心職責

1. 分配空間：為非靜態數據成員分配內存（非指針成員由編譯器自動處理；指針成員需程序員在構造函數體中 new）。
2. 初始化成員：賦值初始化（普通成員）或初始化列表初始化（const、引用、類對象成員、無默認構造的成員）。

調用時機

• 對象定義時：A a(10);、A a = 10;（單參數構造，非 explicit）。
• new 創建時：A* p = new A(10);。
• 臨時對象、函數參數傳值、返回值（可能被優化）。

語法規則

• 同類名，無返回類型（連 void 都不能寫）。
• 可重載、可帶默認參數、可 inline、可 explicit（防隱式轉換）。

初始化列表（Member Initializer List）

class A {
    int x;
    int& ref;
    const float pi;
public:
    A(int x1) : ref(x), pi(3.14f) {  // 必須用初始化列表
        x = x1;  // 普通成員可在函數體賦值
    }
};

• 初始化順序：按成員在類中聲明順序，與列表書寫順序無關。
• 數組成員不能用初始化列表，需在函數體循環賦值或 memcpy。
• 基類構造函數也在初始化列表調用：Derived(int x) : Base(x), member(x) {}。

析構函數

核心職責

1. 釋放資源：指針成員 delete、關閉文件句柄、釋放鎖、關閉網絡連接等。
2. 非指針成員由編譯器自動析構（調用其析構函數）。

調用時機

• 棧上對象離開作用域：函數結束、塊結束。
• delete 堆上對象：delete p;（單個）、delete[] p;（數組）。
• 臨時對象生命週期結束。

語法規則

• 名為 ~ClassName()，無參數、無返回類型、不可重載、不可帶默認參數。
• 基類析構函數必須聲明為 virtual，否則刪除基類指針指向派生對象時僅調用基類析構，導致資源洩漏。

經典陷阱：聲明未定義導致鏈接錯誤

class AAA {
public:
    AAA(); ~AAA();  // 僅聲明
};
// AAA() {}  // 定義在 cpp 中
// ~AAA() {} // 忘記定義！

int main() {
    AAA a;        // 編譯通過，鏈接錯誤：undefined reference to AAA::~AAA()
    AAA* p = new AAA();
    // delete p; // 這行若執行也會鏈接錯誤
}

原因：編譯器自動生成默認構造/析構/拷貝/賦值，但用戶一旦聲明任意一個，編譯器就不再自動生成任何一個。必須全部定義（哪怕是空函數體）。

new/delete 配對原則

內置類型（int 等）無析構函數，new int[10] 配 delete p 偶爾能跑通，但極其危險，嚴禁依賴。

總結

1. 構造：分配 + 初始化；析構：清理 + 釋放。
2. 初始化列表用於 const、引用、基類、類對象成員。
3. 基類析構必須 virtual。
4. 聲明即定義：寫了聲明必須提供定義（可在類內內聯、類外、cpp 文件）。
5. new/delete、new[]/delete[] 嚴格配對。