深入了解析构函数

本课属于 Coddy C++ 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 24 课，共 104 课。

析构函数是一种特殊的成员函数，会在对象被销毁时自动运行。它的主要作用是释放对象在生命周期内获取的资源，例如动态分配的内存、文件句柄或网络连接。

析构函数的名称与类相同，前面加上波浪号 ~。它不接受任何参数，也没有返回类型：

class FileHandler {
    std::string filename;
    int* buffer;
public:
    FileHandler(std::string name, size_t size) 
        : filename(name), buffer(new int[size]) {
        std::cout << "Opening " << filename << "\n";
    }
    ~FileHandler() {
        delete[] buffer;
        std::cout << "Closing " << filename << "\n";
    }
};

在以下情况下会自动调用析构函数：

栈对象超出作用域
对堆上分配的对象调用 delete
临时对象的生命周期结束

void example() {
    FileHandler f1("data.txt", 100);    // 调用了构造函数
    FileHandler* f2 = new FileHandler("log.txt", 50);
    delete f2;                           // 调用了 f2 的析构函数
}   // f1 离开作用域，调用了析构函数

与构造函数不同，一个类只能有一个析构函数。你不能重载它。

如果你不定义析构函数，编译器会生成一个默认析构函数，它不会做任何特别的事，只会销毁每个成员。对于管理资源的类，你必须自己编写析构函数，以防止内存泄漏。

挑战

简单

让我们构建一个会话管理器，用来跟踪活跃的用户会话，并演示对象被销毁时析构函数如何自动清理资源，无论对象是离开作用域还是被显式删除。

你将创建两个文件来组织代码：

Session.h：定义一个 Session 类，用来表示包含动态分配数据的活跃用户会话。你的类应包含：
- 私有成员：一个 username（字符串）、一个 sessionId（int），以及一个名为 activityLog 的整数数组指针，用来跟踪用户操作；还要包含用于表示数组大小的 logSize
- 一个构造函数，接收用户名、会话 ID 和日志大小作为参数。它应在堆上分配活动日志数组，将所有元素初始化为 0，并打印 "Session <sessionId> started for <username>"
- 一个析构函数，用来释放已分配的内存并打印 "Session <sessionId> ended for <username>"
- 一个 logActivity(int activityCode) 方法，用来将活动代码存储在下一个可用位置（在内部跟踪当前位置）；如果日志已满，则忽略此次调用，因此计数不会超过日志大小
- 一个 getActivityCount() 方法，用来返回已记录的活动数量
- 一个 getUsername() 方法，用来返回用户名
main.cpp：演示不同情况下析构函数的行为。从输入中读取用户名和日志大小（分别位于单独的行），然后：
- 使用花括号 { } 创建一个作用域块，并在其中创建一个栈分配的 Session，使用输入的用户名、会话 ID 101 和输入的日志大小。记录两项活动，代码分别为 1 和 2，然后打印 "Stack session activities: <count>"。代码块结束时，析构函数应自动运行。
- 代码块结束后，打印 "Stack session destroyed"
- 使用 new 创建一个堆分配的 Session，用户名为 "Guest"，会话 ID 为 202，日志大小为 3。记录一项活动，代码为 5，打印 "Heap session activities: <count>"，然后显式地使用 delete 删除它。
- 删除后，打印 "Heap session destroyed"

这个挑战展示了调用析构函数的两种主要方式：栈对象离开作用域时自动调用，以及删除堆对象时手动调用。这两种方式都应正确释放动态分配的活动日志，以防止内存泄漏。

在 main.cpp 中使用 #include "Session.h" 引入头文件。

亲手试试

#include <iostream>
#include <string>
#include "Session.h"

using namespace std;

int main() {
    // 读取输入
    string username;
    int logSize;
    getline(cin, username);
    cin >> logSize;
    
    // TODO：用花括号 { } 创建一个作用域块
    // 在块内：
    //   创建一个在栈上分配的 Session，使用输入的用户名、会话 ID 101 和输入的日志大小
    //   记录两个活动，代码分别为 1 和 2
    //   打印 "Stack session activities: <count>"
    // 块结束时，析构函数会自动运行
    
    // TODO：块结束后，打印 "Stack session destroyed"
    
    // TODO：使用 new 创建一个在堆上分配的 Session
    //   用户名："Guest"，会话 ID：202，日志大小：3
    //   记录一个代码为 5 的活动
    //   打印 "Heap session activities: <count>"
    //   删除该会话
    
    // TODO：删除后，打印 "Heap session destroyed"
    
    return 0;
}

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