Visual Basic构造函数与析构函数详解

Visual Basic中的构造函数

在Visual Basic编程中，构造函数是类中的一个特殊过程，它在创建类的新实例时自动执行。构造函数的主要目的是初始化对象的状态，为对象的属性设置初始值，以及执行任何在对象创建时需要完成的其他初始化任务。

构造函数的声明

在Visual Basic中，构造函数被声明为一个名为 New 的特殊过程。下面是一个简单类中构造函数声明的基本语法：

Public Class MyClass
    Private myValue As Integer
    Public Sub New()
        myValue = 0
    End Sub
End Class

在上述代码中，MyClass 类有一个构造函数 New。当使用 New 关键字创建 MyClass 的实例时，这个构造函数会被调用，它将 myValue 初始化为0。

带参数的构造函数

构造函数可以接受参数，这使得在创建对象时可以根据不同的需求进行初始化。例如：

Public Class MyClass
    Private myValue As Integer
    Public Sub New(ByVal initialValue As Integer)
        myValue = initialValue
    End Sub
End Class

现在，可以通过传递一个整数值来创建 MyClass 的实例，并且这个值会被用于初始化 myValue：

Dim obj As New MyClass(10)

在这个例子中，obj 实例的 myValue 属性被初始化为10。

多个构造函数（构造函数重载）

一个类可以有多个构造函数，只要它们的参数列表不同，这被称为构造函数重载。例如：

Public Class MyClass
    Private myValue As Integer
    Private myText As String
    Public Sub New()
        myValue = 0
        myText = ""
    End Sub
    Public Sub New(ByVal initialValue As Integer)
        myValue = initialValue
        myText = ""
    End Sub
    Public Sub New(ByVal initialValue As Integer, ByVal initialText As String)
        myValue = initialValue
        myText = initialText
    End Sub
End Class

在这个 MyClass 类中，有三个构造函数。第一个构造函数没有参数，它将 myValue 初始化为0，myText 初始化为空字符串。第二个构造函数接受一个整数参数，用于初始化 myValue，并将 myText 初始化为空字符串。第三个构造函数接受一个整数和一个字符串参数，分别用于初始化 myValue 和 myText。

可以根据需要选择不同的构造函数来创建对象：

Dim obj1 As New MyClass()
Dim obj2 As New MyClass(20)
Dim obj3 As New MyClass(30, "Hello")

调用基类的构造函数

当一个类继承自另一个类时，派生类的构造函数通常需要调用基类的构造函数来完成基类部分的初始化。在Visual Basic中，可以使用 MyBase.New 语句来实现这一点。例如：

Public Class BaseClass
    Private baseValue As Integer
    Public Sub New(ByVal initialValue As Integer)
        baseValue = initialValue
    End Sub
End Class
Public Class DerivedClass
    Inherits BaseClass
    Private derivedValue As Integer
    Public Sub New(ByVal baseInitValue As Integer, ByVal derivedInitValue As Integer)
        MyBase.New(baseInitValue)
        derivedValue = derivedInitValue
    End Sub
End Class

在 DerivedClass 的构造函数中，首先通过 MyBase.New(baseInitValue) 调用了 BaseClass 的构造函数，将 baseValue 初始化为 baseInitValue，然后再初始化 derivedValue。

Visual Basic中的析构函数

析构函数在对象被销毁时执行，它用于清理对象占用的非托管资源，如文件句柄、数据库连接等。在Visual Basic中，析构函数被称为终结器（Finalizer）。

终结器的声明

终结器在类中通过重写 Finalize 方法来声明。下面是一个简单的示例：

Public Class MyResourceClass
    Private fileHandle As Integer
    Public Sub New()
        ' 模拟打开文件，获取文件句柄
        fileHandle = FreeFile()
        FileOpen(fileHandle, "test.txt", OpenMode.Output)
    End Sub
    Protected Overrides Sub Finalize()
        ' 模拟关闭文件
        If fileHandle <> 0 Then
            FileClose(fileHandle)
        End If
        MyBase.Finalize()
    End Sub
End Class

在这个 MyResourceClass 类中，构造函数 New 模拟打开一个文件并获取文件句柄。终结器 Finalize 方法在对象被销毁时关闭文件。需要注意的是，在重写 Finalize 方法时，最后一定要调用 MyBase.Finalize()，以确保基类的终结器也能得到执行。

终结器的执行时机

终结器不是在对象不再被使用时立即执行的。在.NET框架中，垃圾回收器（GC）负责管理对象的内存回收。当垃圾回收器检测到一个对象不再被任何活动的引用所指向时，它会将该对象标记为可回收。但是，垃圾回收器不一定会立即回收这些对象。只有当垃圾回收器实际执行回收操作时，对象的终结器才会被调用。

可以通过调用 GC.Collect 方法来强制垃圾回收器执行回收操作，但通常不建议这样做，因为垃圾回收器有自己的优化策略，强制回收可能会影响性能。

手动清理资源

虽然终结器可以用于清理非托管资源，但在一些情况下，可能需要手动清理资源，以确保资源能够及时释放。例如，在使用数据库连接时，可以使用 Using 语句。Using 语句会在代码块结束时自动调用对象的 Dispose 方法，从而清理资源。

Imports System.Data.SqlClient
Public Class DatabaseManager
    Private connection As SqlConnection
    Public Sub New(ByVal connectionString As String)
        connection = New SqlConnection(connectionString)
        connection.Open()
    End Sub
    Public Sub DoSomeDatabaseWork()
        ' 执行数据库操作
        Dim command As New SqlCommand("SELECT * FROM SomeTable", connection)
        Dim reader As SqlDataReader = command.ExecuteReader()
        While reader.Read()
            ' 处理数据
        End While
        reader.Close()
    End Sub
    Public Sub Dispose()
        If connection.State <> ConnectionState.Closed Then
            connection.Close()
        End If
        connection.Dispose()
    End Sub
End Class

在使用 DatabaseManager 类时，可以使用 Using 语句：

Using manager As New DatabaseManager("your_connection_string")
    manager.DoSomeDatabaseWork()
End Using

在 Using 代码块结束时，manager 对象的 Dispose 方法会被自动调用，从而关闭并释放数据库连接。

构造函数与析构函数的综合应用示例

下面通过一个更复杂的示例来展示构造函数和析构函数在实际编程中的综合应用。假设我们正在开发一个简单的图形绘制库，其中有一个 Shape 基类和一些派生类，如 Circle 和 Rectangle。

Public Class Shape
    Protected color As String
    Public Sub New(ByVal initialColor As String)
        color = initialColor
    End Sub
    Public Overridable Sub Draw()
        Console.WriteLine("Drawing a shape with color " & color)
    End Sub
    Protected Overrides Sub Finalize()
        Console.WriteLine("Shape object is being destroyed")
        MyBase.Finalize()
    End Sub
End Class
Public Class Circle
    Inherits Shape
    Private radius As Double
    Public Sub New(ByVal initialColor As String, ByVal initialRadius As Double)
        MyBase.New(initialColor)
        radius = initialRadius
    End Sub
    Public Overrides Sub Draw()
        Console.WriteLine("Drawing a circle with color " & color & " and radius " & radius)
    End Sub
    Protected Overrides Sub Finalize()
        Console.WriteLine("Circle object is being destroyed")
        MyBase.Finalize()
    End Sub
End Class
Public Class Rectangle
    Inherits Shape
    Private width As Double
    Private height As Double
    Public Sub New(ByVal initialColor As String, ByVal initialWidth As Double, ByVal initialHeight As Double)
        MyBase.New(initialColor)
        width = initialWidth
        height = initialHeight
    End Sub
    Public Overrides Sub Draw()
        Console.WriteLine("Drawing a rectangle with color " & color & ", width " & width & " and height " & height)
    End Sub
    Protected Overrides Sub Finalize()
        Console.WriteLine("Rectangle object is being destroyed")
        MyBase.Finalize()
    End Sub
End Class

在这个示例中，Shape 类有一个构造函数用于初始化颜色属性，并重写了 Finalize 方法。Circle 和 Rectangle 类继承自 Shape 类，它们有自己的构造函数来初始化各自特有的属性（半径、宽度和高度），并且也重写了 Draw 方法和 Finalize 方法。

可以在主程序中使用这些类：

Module Program
    Sub Main()
        Dim circle As New Circle("Red", 5.0)
        circle.Draw()
        Dim rectangle As New Rectangle("Blue", 10.0, 5.0)
        rectangle.Draw()
    End Sub
End Module

当程序执行完毕，垃圾回收器最终会回收 circle 和 rectangle 对象，此时它们的终结器会被调用，输出相应的销毁信息。

构造函数与析构函数的注意事项

构造函数中的异常处理：在构造函数中，如果发生异常，对象可能没有完全初始化。在这种情况下，应该确保在异常处理中清理已经分配的资源，以避免资源泄漏。例如，如果构造函数中打开了文件或数据库连接，在捕获到异常时应该关闭这些资源。

Public Class FileHandler
    Private fileHandle As Integer
    Public Sub New(ByVal filePath As String)
        Try
            fileHandle = FreeFile()
            FileOpen(fileHandle, filePath, OpenMode.Input)
        Catch ex As Exception
            If fileHandle <> 0 Then
                FileClose(fileHandle)
            End If
            Throw ex
        End Try
    End Sub
    Protected Overrides Sub Finalize()
        If fileHandle <> 0 Then
            FileClose(fileHandle)
        End If
        MyBase.Finalize()
    End Sub
End Class

析构函数（终结器）的性能影响：由于终结器的执行依赖于垃圾回收器，而且垃圾回收器的执行时间是不确定的，过多地使用终结器可能会导致非托管资源不能及时释放，从而影响性能。尽量使用 Dispose 模式手动清理资源，特别是对于一些对资源释放时间敏感的应用场景。
继承中的构造函数和析构函数关系：在继承体系中，派生类的构造函数应该先调用基类的构造函数进行基类部分的初始化。同样，派生类的终结器在完成自身的清理工作后，一定要调用基类的终结器，以确保整个对象层次结构的资源都能得到正确清理。
构造函数和析构函数的访问修饰符：构造函数通常是 Public 的，以便外部代码可以创建类的实例。然而，在某些情况下，如实现单例模式时，构造函数可以设为 Private。析构函数（终结器）总是 Protected Overrides 的，因为它是由.NET框架的垃圾回收机制调用的，不应该被外部代码直接调用。

与其他编程语言的对比

与C++的对比：在C++中，构造函数和析构函数的语法与Visual Basic有一些不同。C++的构造函数与类名相同，析构函数则在类名前加波浪线 ~。例如：

class MyClass {
public:
    MyClass() {
        // 构造函数代码
    }
    ~MyClass() {
        // 析构函数代码
    }
};

C++的析构函数在对象生命周期结束时立即执行，而Visual Basic的终结器依赖于垃圾回收器。此外，C++需要手动管理内存，而Visual Basic有垃圾回收机制，这使得Visual Basic在内存管理方面相对简单，但也带来了终结器执行时机不确定的问题。 2. 与Java的对比：Java的构造函数与类名相同，和C++类似。Java没有像C++那样的析构函数概念，而是通过 finalize 方法来进行资源清理，这一点和Visual Basic的终结器类似。然而，Java的 finalize 方法也存在执行时机不确定的问题，并且在Java 9 中，finalize 方法已经被标记为不推荐使用，建议使用 AutoCloseable 接口和 try - with - resources 语句来进行资源管理，这与Visual Basic的 Using 语句类似。

通过深入了解Visual Basic的构造函数和析构函数（终结器），开发者可以更好地控制对象的初始化和资源清理过程，编写出更健壮、高效的代码。无论是在小型项目还是大型企业级应用中，正确使用构造函数和析构函数都是保证程序稳定性和性能的重要因素。在实际编程中，需要根据具体的需求和场景，合理选择使用构造函数的重载、手动清理资源的方式等，以充分发挥Visual Basic的优势。