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C++学习第五天

article 2025/1/21 3:02:58

创作过程中难免有不足，若您发现本文内容有误，恳请不吝赐教。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、构造函数

问题1

关于编译器生成的默认成员函数，很多童鞋会有疑惑：不实现构造函数的情况下，编译器会

生成默认的构造函数。但是看起来默认构造函数又没什么用？ d 对象调用了编译器生成的默认构造函数，但是d 对象 _year/_month/_day ，依旧是随机值。也就说在这里 编译器生成的 默认构造函数并没有什么用？？

解答：C++ 把类型分成内置类型 ( 基本类型 ) 和自定义类型。内置类型就是语言提供的数据类

型，如： int/char... ，自定义类型就是我们使用 class/struct/union 等自己定义的类型，看看下面的程序，就会发现编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员_t 调用的它的默认构造函数。

示例1：

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	A(int a)
	{
		cout << "Aint(a)" << endl;
		_a = a;
	}
private:
	int _a;
};

class Date
{
public:
	//Date(int year, int month, int day)
	//{
	//	_year = year;
	//	_month = month;
	//	_day = day;
	//}
private:
	//内置类型
	int _year;
	int _month;
	int _day;

	//自定义类型
	A _aa;
};

int main()
{
	Date d1;
}

class A没有提供默认构造函数(不用参数就可以调用的构造).

示例2：

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	A(int a = 0)
	{
		cout << "A int(a)" << endl;
		_a = a;
	}
private:
	int _a;
};

class Date
{
public:
	//Date(int year, int month, int day)
	//{
	//	_year = year;
	//	_month = month;
	//	_day = day;
	//}
private:
	//内置类型
	int _year;
	int _month;
	int _day;

	//自定义类型
	A _aa;
};

int main()
{
	Date d1;
}

如果A不提供默认构造，需要使用初始化列表才能解决。当前的学习暂时先通过提供全缺省( A(int a = 0) )来解决这个问题.

简单来说：我们不写编译器生成的默认构造函数，对内置类型不做处理，对自定义类型会调用它的默认构造.

二、默认构造函数

无参的构造函数和全缺省的构造函数都称为默认构造函数，并且默认构造函数只能有一个。注意：无参构造函数、全缺省构造函数、我们没写编译器默认生成的构造函数，都可以认为是默认构造函数。

特点：不传参就可以调用的构造就是默认构造.

三、析构函数

可以简单理解为与构造函数相反的函数，类比Destroy函数.

日期类不需要写析构函数，因为日期类没有资源需要清理，年、月、日属于对象，不需要清理。而像栈这种才需要清理，有指向资源才需要清理。

示例1：

内置类型的成员，不做处理，造成堆上的空间没有释放，造成内存泄漏。

#include<iostream>
using namespace std;

typedef int DataType;
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 3)
	{
		_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
		if (NULL == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败!!!");
			return;
		}

		_capacity = capacity;
		_size = 0;
	}

	void Push(DataType data)
	{
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}

	/*~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		free(_array);
		_array = nullptr;
		_size = _capacity = 0;
	}*/
private:
	// 内置类型
	DataType* _array;
	int _capacity;
	int _size;

};

void TestStack()
{
	Stack s;
	s.Push(1);
	s.Push(2);
}

int main()
{
	TestStack();

	return 0;
}

示例2：

自定义类型的成员，会去调用他的析构。

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	A(int a = 0)
	{
		cout << "A(int a)" << endl;
		_a = a;
	}

	~A()
	{
		cout << "~A()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};

typedef int DataType;
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 3)
	{
		_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
		if (NULL == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败!!!");
			return;
		}

		_capacity = capacity;
		_size = 0;
	}

	void Push(DataType data)
	{
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}

	/*~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		free(_array);
		_array = nullptr;
		_size = _capacity = 0;
	}*/
private:
	// 内置类型
	DataType* _array;
	int _capacity;
	int _size;

	// 自定义类型
	A _aa;
};

void TestStack()
{
	Stack s;
	s.Push(1);
	s.Push(2);
}

int main()
{
	TestStack();

	return 0;
}

四、拷贝构造

日期类拷贝：

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 3)
	{
		_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
		if (NULL == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败!!!");
			return;
		}

		_capacity = capacity;
		_size = 0;
	}

	void Push(DataType data)
	{
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}

	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		free(_array);
		_array = nullptr;
		_size = _capacity = 0;
	}
private:
	// 内置类型
	DataType* _array;
	int _capacity;
	int _size;
};

class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << "/" << endl;
	}
private:
	//内置类型
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

void func1(Date d)
{
	d.Print();
}

int main()
{
	Date d1(2025,1,8);
	func1(d1);

	return 0;
}

栈拷贝：

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 3)
	{
		_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
		if (NULL == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败!!!");
			return;
		}

		_capacity = capacity;
		_size = 0;
	}

	void Push(DataType data)
	{
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}

	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		free(_array);
		_array = nullptr;
		_size = _capacity = 0;
	}
private:
	// 内置类型
	DataType* _array;
	int _capacity;
	int _size;
};

class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << "/" << endl;
	}
private:
	//内置类型
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

void func1(Date d)
{
	d.Print();
}

void func2(Stack s)
{
	
}

int main()
{
	Date d1(2025,1,8);
	func1(d1);

	Stack s1;
	func2(s1);

	return 0;
}

解决方法：

void func2(Stack& s)
{
	//使用引用
}

拷贝构造函数

定义：只有单个形参，该形参是对本类类型对象的引用(一般常用const修饰)，在用已存

在的类类型对象创建新对象时由编译器自动调用 。

自定义类型传值传参要调用拷贝构造。

特征1：

拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。

特征2：

拷贝构造函数的参数只有一个且必须是类类型对象的引用，使用传值方式编译器直接报错，因为会引发无穷递归调用。

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day)
	{
		cout << "Date(Date& d)" << endl;
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	Date(Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}

	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << "/" << endl;
	}
private:
	//内置类型
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};


int main()
{
	Date d1(2025,1,8);
	Date d2(d1);

	return 0;
}

	Date(Date d)
	{
        //没有引用会引发无穷递归调用
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}

#include<iostream>
using namespace std;

typedef int DataType;
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 3)
	{
		_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
		if (NULL == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败!!!");
			return;
		}

		_capacity = capacity;
		_size = 0;
	}

	Stack(Stack& s)
	{
		cout << "Stack(Stack& s)" << endl;
		// 深拷贝
		_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * s._capacity);
		if (NULL == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败!!!");
			return;
		}
		
		memcpy(_array, s._array, sizeof(DataType) * s._size);
		_size = s._size;
		_capacity = s._capacity;
	}

	void Push(DataType data)
	{
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}

	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		free(_array);
		_array = nullptr;
		_size = _capacity = 0;
	}
private:
	// 内置类型
	DataType* _array;
	int _capacity;
	int _size;
};

void func2(Stack s)
{
	s.Push(1);
}

int main()
{
	Stack s1;
	func2(s1);

	Stack s2(s1);

	return 0;
}

问题：

如果不写拷贝构造函数，系统会自动生成吗？

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}


	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

typedef int DataType;
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 3)
	{
		cout << "Stack()" << endl;

		_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
		if (NULL == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败!!!");
			return;
		}

		_capacity = capacity;
		_size = 0;
	}

	void Push(DataType data)
	{
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}

	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;

		free(_array);
		_array = nullptr;
		_size = _capacity = 0;
	}
private:
	DataType* _array;
	int _capacity;
	int _size;
};

int main()
{
	Date d1(2025, 1, 1);
	Date d2 = d1;
    
	Stack st1;
	Stack st2(st1);

	return 0;
}

特征3：

若未显式定义，编译器会生成默认的拷贝构造函数。 默认的拷贝构造函数对象按内存存储按字节序完成拷贝，这种拷贝叫做浅拷贝，或者值拷贝。

我们不写，编译默认生成的拷贝构造，跟之前的构造函数特性不一样

1、内置类型，值拷贝

2、自定义的类型，调用他的拷贝

总结：Date不需要我们实现拷贝构造，默认生成就可以用

Stack需要我们自己实现深拷贝的拷贝构造，默认生成会出问题

MyQueue对于默认生成的几个函数非常受用，人生赢家

#include<iostream>
using namespace std;

typedef int DataType;
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 3)
	{
		cout << "Stack()" << endl;

		_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
		if (NULL == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败!!!");
			return;
		}

		_capacity = capacity;
		_size = 0;
	}

	Stack(const Stack& s)
	{
		cout << "Stack(Stack& s)" << endl;
		// 深拷贝
		_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * s._capacity);
		if (NULL == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败!!!");
			return;
		}

		memcpy(_array, s._array, sizeof(DataType) * s._size);
		_size = s._size;
		_capacity = s._capacity;
	}

	void Push(DataType data)
	{
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}

	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;

		free(_array);
		_array = nullptr;
		_size = _capacity = 0;
	}
private:
	DataType* _array;
	int _capacity;
	int _size;
};

class MyQueue
{
private:
	Stack _pushst;
	Stack _popst;
};

int main()
{
    MyQueue mq1;
	MyQueue mq2 = mq1;

	return 0;
}

注意：

	Date(const Date& d)
	{
      //一般情况都加上const
	  cout << "Date(Date& d)" << endl;
	  _year = d._year;
	  _month = d._month;
	  _day = d._day;
	}

 
	Date(const Date& d)
	{
	  cout << "Date(Date& d)" << endl;

      //若不小心写反了，很容易忽视这里的错误
	  d._year = _year ;
	  d._month = _month;
	  d._day = _day;
	}

五、运算符重载

问题1：

日期对象如何比较大小？能否用 < .

简单的代码实现：

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}

//private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

bool DateLess (const Date& x1,const Date& x2)
{
	if (x1._year < x2._year)
	{
		return true;
	}
	else if (x1._year == x2._year && x1._month < x2._month)
	{
		return true;
	}
	else if (x1._year == x2._year && x1._month == x2._month && x1._day < x2._day)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

int main()
{
	Date d1(2025, 1, 1);
	Date d2(2025, 1, 11);

	cout<<DateLess(d1, d2)<<endl;

	return 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}

//private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

bool operator<(const Date& x1, const Date& x2)
{
	if (x1._year < x2._year)
	{
		return true;
	}
	else if (x1._year == x2._year && x1._month < x2._month)
	{
		return true;
	}
	else if (x1._year == x2._year && x1._month == x2._month && x1._day < x2._day)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

int main()
{
	Date d1(2025, 1, 1);
	Date d2(2025, 1, 11);

    cout << (d1 < d2) << endl;
	cout << (operator<(d1, d2)) << endl;

	return 0;
}

写为成员函数：

// d1 < d2  
// d1.operator<(d2)
//操作数顺序不能随便换
bool operator<(const Date& d)
	{
		if (_year < d._year)
		{
			return true;
		}
		else if (_year == d._year && _month < d._month)
		{
			return true;
		}
		else if (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day)
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}

运算符复用

class Date
{
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}

	bool operator<(const Date& d)
	{
		if (_year < d._year)
		{
			return true;
		}
		else if (_year == d._year && _month < d._month)
		{
			return true;
		}
		else if (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day)
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}

	bool operator==(const Date& d)
	{
		return _year == d._year
			&& _month == d._month
			&& _day == d._day;
	}

	// d1 <= d2
	bool operator<=(const Date& d)
	{
		return *this < d || *this == d;
	}

	bool operator>(const Date& d)
	{
		return !(*this <= d);
	}

	bool operator>=(const Date& d)
	{
		return !(*this < d);
	}

	bool operator!=(const Date& d)
	{
		return !(*this == d);
	}
}

实现日期+运算

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}

	int GetMonthDay(int year, int month)
	{
		int monthArray[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };

		if (month == 2
			&& ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)))
		{
			return 29;
		}

		return monthArray[month];
	}

    //如果写成Date& operator+(int day)会发现Date ret = d1 + 50;中d1也会改变，所以该写成+=
	Date& operator+=(int day)
	{
		_day += day;
		while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
		{
			// 月进位
			_day -= GetMonthDay(_year, _month);
			++_month;

			// 月满了
			if (_month == 13)
			{
				++_year;
				_month = 1;
			}
		}

		return *this;
	}

	Date operator+(int day)   //出了作用域对象不在了不能用引用返回
	{
		Date tmp(*this);
		tmp += day;
		return tmp;

		//tmp._day += day;
		//while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month))
		//{
		//	// 月进位
		//	tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);
		//	++_month;

		//	// 月满了
		//	if (tmp._month == 13)
		//	{
		//		++tmp._year;
		//		tmp._month = 1;
		//	}
		//}
		//return tmp;
	}

private:
	// 内置类型
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1(2023, 7, 21);
	Date d2(2022, 8, 21);

	Date ret = d1 + 50;
	ret.Print();
	d1.Print();

	return 0;
}