面向交易员的 MQL5 编程指南第三章面向对象的编程类和接口构造函数：默认、参数化和拷贝

构造函数：默认、参数化和拷贝

我们已经在结构体一章中遇到过构造函数（参见构造函数和析构函数一节）。对于类来说，它们的工作方式大致相同。我们回到重点，考虑更多特性。

构造函数是与类同名的方法，其类型为 void，即不返回值。通常，在构造函数名称前省略 void 关键字。一个类可以有多个构造函数：它们必须在参数数量或类型上有所不同。创建新对象时，程序会调用构造函数，以便为字段设置初始值。

要创建对象，我们采用的方法是在代码中描述相应类的变量。将对该字符串调用构造函数。这将自动进行。

根据参数是否存在以及类型，构造函数分为：

默认构造函数：无参数；
拷贝构造函数：只有一个参数，类型是对同一类中对象的引用；
参数化构造函数：具有任意参数集，除了上述用于拷贝的单一引用。

默认构造函数

最简单的构造函数，没有参数，称为默认构造函数。与 C++ 不同，MQL5 不会将“具有参数且所有参数均为默认值的构造函数”视为默认构造函数（也就是说，所有参数都是可选的，请参见可选参数一节）。

我们为 Shape 类定义一个默认构造函数。

class Shape
{
   ...
public:
   Shape()
   {
      ...
   }
};

当然，这应该在类的公共段内定义。

有时构造函数会被故意设置为受保护或私有，这是为了控制对象的创建方式（例如，通过工厂方法）。但在本例中，我们考虑的是类组合的标准版本。

要为对象变量设置初始值，我们可以使用通常的赋值语句：

public:
   Shape()
   {
      x = 0;
      y = 0;
      ...
   }

不过，构造函数语法提供了另一种选择。它被称为初始化列表，写在函数头之后，用冒号隔开。列表本身是以逗号分隔的字段名序列，每个字段名右侧是所需的初始值（用圆括号括起）。

例如，Shape 构造函数的代码如下：

public:
   Shape() :
      x(0), y(0),
      backgroundColor(clrNONE)
   {
   }

这种语法比在构造函数体中赋值变量更受推崇，原因如下：

首先，函数体中的赋值是在创建相应变量后进行的。根据变量的类型，这可能意味着首先调用默认构造函数，然后重写新值（这意味着有额外开销）。如果是初始化列表，则会立即用所需值创建变量。在没有初始化列表的情况下，编译器很可能会优化赋值，但在一般情况下，这并不能保证。

其次，某些类字段可以用 const 修饰符声明。然后，它们只能在初始化列表中设置。

第三，用户定义类型的字段变量可能没有默认构造函数（也就是说，其类中所有可用的构造函数都有参数）。这意味着在创建变量时，需要为其传递实际参数，而初始化列表允许您这样做：自变量值在圆括号内指定，就像在显式构造函数调用中一样。初始化列表可以在构造函数定义中使用，但不能在其他方法中使用。

参数化构造函数

根据定义，参数化构造函数有多个参数（至少一个）。

举例来说，假设为坐标 x 和 y 描述了一个具有参数化构造函数的特殊结构：

struct Pair
{
int x, y;
Pair(int a, int b): x(a), y(b) { }
};

这样，我们就可以使用新类型 Pair 的 coordinates 字段来代替 Shape 类中的两个整数字段 x 和 y。这种对象结构称为“包含”或“组合聚合”。Pair 对象是 Shape 对象的必要组成部分。坐标对与“宿主”对象一起自动创建和销毁。

由于 Pair 没有无参数构造函数，因此必须在 Shape 构造函数的初始化列表中指定 coordinates 字段，并指定两个参数 (int, int)：

class Shape
{
protected:
   // int x, y;
   Pair coordinates;  // center coordinates (object inclusion)
   ...
public:
   Shape() :
      // x(0), y(0),
      coordinates(0, 0), //object initialization
      backgroundColor(clrNONE)
   {
   }
};

如果没有初始化列表，就无法创建此类自动对象。

鉴于对象中坐标存储方式的改变，我们需要更新 toString 方法：

   string toString() const
   {
      return (string)coordinates.x + " " + (string)coordinates.y;
   }

但这还不是最终版本：我们很快还会做更多修改。

回顾一下，自动变量在声明/定义指令一节中介绍过。它们之所以被称为自动变量，是因为自动变量是由编译器自动创建的（分配内存），并在程序执行离开创建变量的上下文（代码块）时自动删除。

对于对象变量，自动创建不仅意味着内存分配，还意味着构造函数调用。自动删除对象时，也会调用其析构函数（参见下面的析构函数一节）。此外，如果对象是另一个对象的一部分，那么它的生命周期与其“所有者”的生命周期一致，例如，coordinates 字段就是 Shape 对象中 Pair 的实例。

静态（包括全局）对象也由编译器自动管理。

一种替代自动分配的方法是通过指针进行动态对象创建和操作。

在继承一节中，我们将学习类的继承。这种情况下，只有通过初始化列表才能调用基类的参数化构造函数（不同于默认构造函数的情况，编译器不会隐式自动生成带参数的构造函数调用）。

我们为 Shape 类添加另一个构造函数，用于为变量设置特定值。它将只是一个参数化构造函数（您可以创建任意多个构造函数：用于不同的目的，使用不同的参数集）。

   Shape(int px, int py, color back) :
      coordinates(px, py),
      backgroundColor(back)
   {
   }

初始化列表可确保在执行构造函数主体时，所有内部字段（包括嵌套对象，如有）都已创建并初始化。

类成员的初始化顺序与初始化列表无关，而是与它们在类中的声明顺序一致。

如果在类中声明了带参数的构造函数，并且需要允许创建不带自变量的对象，程序员必须明确实现默认构造函数

如果类中没有任何构造函数，编译器会以存根的形式隐式提供一个默认构造函数，负责初始化以下类型的字段：字符串、动态数组和具有默认构造函数的自动对象。如果没有此类字段，则隐式默认构造函数不会执行任何操作。其他类型的字段不受隐式构造函数的影响，因此它们将包含随机“垃圾”。为了避免这种情况，程序员必须明确声明构造函数并设置初始值。

拷贝构造函数

使用拷贝构造函数，您在创建对象时可以基于另一个对象，后者是通过引用而传递的，并作为唯一参数。

例如，对于 Shape 类，拷贝构造函数可能如下所示：

class Shape
{
   ...
   Shape(const Shape &source) :
      coordinates(source.coordinates.x, source.coordinates.y),
      backgroundColor(source.backgroundColor)
   {
   }
   ...
};

请注意，由于权限是在类层面上生效，所以当前对象可以访问同一类的另一个对象的受保护和私有成员。换句话说，当给定一个引用（或指针）时，同一个类的两个对象可以互相访问彼此的数据。

如果有这样一个构造函数，就可以使用两种语法类型之一来创建对象：

void OnStart()
{
   Shape s;
   ...
   Shape s2(s);   // ok: syntax 1 - copying
   Shape s3 = s;  // ok: syntax 2 - copying via initialization
                  //                   (if there is copy constructor)
                  //                 - or assignment
                  //                   (if there is no copy constructor,
                  //                    but there is default constructor)

   Shape s4;      // definition
   s4 = s;        // assignment, not copy constructor!
}

有必要区分创建对象期间初始化与赋值之间的区别。

即使没有拷贝构造函数，但有默认构造函数，也可以使用第二种方法（标有“syntax 2”注释）。在这种情况下，编译器生成的代码效率较低：首先，编译器会使用默认构造函数创建一个接收变量的空实例（本例中为 s3），然后逐元素复制样本的字段（本例中为 s）。事实上，这种情况与 s4 变量的情况相同，该变量的定义和赋值是通过单独的语句完成的。

如果没有拷贝构造函数，那么尝试使用第一种语法将出现错误“不允许参数转换”，因为编译器会尝试使用某个其他具有不同参数集的构造函数。

切记，如果类包含带 const 修饰符的字段，则禁止为此类对象赋值，原因显而易见：常量字段不能更改，只能在创建对象时设置一次。因此，拷贝构造函数是复制对象的唯一方式。

特别是在下面几个章节中，我们将完成 Shape1.mq5 示例，下面的字段将出现在 Shape 类中（具有说明字符串 type）。然后，赋值运算符就会产生错误（尤其是在包含 s4 变量的行中）：

attempting to reference deleted function
'void Shape::operator=(const Shape&)'
function 'void Shape::operator=(const Shape&)' was implicitly deleted
because member 'type' has 'const' modifier

得益于编译器详尽的提示信息，您可以清楚地理解问题的核心和缘由：首先，错误信息中指出的是赋值运算符 ('=')，而非拷贝构造函数；其次，它说明了赋值运算符由于 const 修饰符的存在而被隐式地移除了。在这里，我们会遇到一些还没学过的概念，稍后我们将对其进行研究：类中的运算符重载、对象类型转换以及将方法标记为已删除的功能。

在继承一节中，学习了如何描述派生类之后，我们需要对类层次结构中的拷贝构造函数做一些说明。

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