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C++ 类与对象（中）

article 2025/2/6 2:43:11

1.类的默认成员函数

默认成员函数就是用户没有显示实现，编译器自动生成的成员函数称为默认成员函数。

一个类，不写的情况下，编译器会默认生成6个默认成员函数，其中重要的是前4个，最后两个取地址重装不重要，了解即可。

2.构造函数

构造函数是特殊的成员函数，虽然名为构造，但是构造函数的主要任务并不是开空间创建对象（我们常使用的局部对象是栈帧创建时空间就开好了），而是对象实例化时初始化对象。

构造函数的本质是要替代Stack类和Date类中写的Init函数的功能，构造函数自动调用的特点完美的替代了Init 。

其特点为：

1.函数名与类名相同

2.无返回值

3.对象实例化时系统自动调用对应的构造函数

4.构造函数可以重载

#include <iostream>
using namespace std;

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

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

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;

};

int main()
{
	Date d1(2025, 1, 22);//自动调用
	d1.Print();

	return 0;
}

这里就体现了构造函数自动调用的特性， 其功能就相当于初始化函数。

5.如果类中没有显示定义构造函数，则C++编译器会自动生成一个无参的默认构造函数，一旦用户显示定义编译器将不再生成 

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

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

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;

};

6.无参构造函数、全缺省构造函数、我们不写构造时编译器默认生成的构造函数

这三个都叫做默认构造函数。但是这三个只能有且只有一个存在，不能同时存在。无参构造函数和全缺省构造函数虽然构成函数重载，但是调用时会存在歧义。 

class Date
{
public:
	//无参构造函数
	Date()
	{
		_year = 2025;
		_month = 1;
		_day = 22;
	}


	//带参构造函数
	Date(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	//全缺省构造函数
	Date(int year = 2025, int month = 1, int day = 22)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

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

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;

};

int main()
{
	Date d1;
	d1.Print();

	return 0;
}

7.我们不写编译器默认生成的构造，对于内置类型（int/double/char/指针等）成员变量不会初始化 ，对于自定义类型（struct/类）成员变量会初始化，要求调用这个成员变量的默认构造函数初始化。若这个成员变量，没有默认构造函数，就会报错。


class B
{
public:
	B()
	{
		cout << "zihan" << endl;
	}

private:
	int _b;
};

class Date
{
public:
	//无参构造函数
	//Date()
	//{
	//	_year = 2025;
	//	_month = 1;
	//	_day = 22;
	//}


	带参构造函数
	//Date(int year, int month, int day)
	//{
	//	_year = year;
	//	_month = month;
	//	_day = day;
	//}

	全缺省构造函数
	//Date(int year = 2025, int month = 1, int day = 22)
	//{
	//	_year = year;
	//	_month = month;
	//	_day = day;
	//}

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

private:
    B b；//自定义类型
	int _year;//内置类型
	int _month;
	int _day;

};

int main()
{
	Date d1;
	d1.Print();

	return 0;
}

 

3.析构函数

析构函数与构造函数的功能相反，析构函数不是完成对对象本身的销毁（空间），例如局部对象是存在栈帧的，函数结束栈帧销毁，它也就释放了。而是完成对象资源的清理释放工作。

析构函数的功能类似Stack实现的Destory功能。

特点： 

1.析构函数名是在类名前加~

2.无参数，无返回值

3.一个类只能有一个析构函数。若未显示定义，系统会自动生成默认的析构函数

4.对象生命周期结束时，系统会自动调用析构函数

//构造函数
Date(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

//析构函数
~Date()
{
	_year = _month = _day = 0;
}

5.与构造函数类似，我们不写，编译器自动生成的析构函数对内置类型成员不做处理，自定义成员会调用它的析构函数

6.显示写析构函数，对于自定义类型成员也会调用它的析构，也就是说自定义类型成员无论什么情况都会自动调用析构函数

7.如果类中没有申请资源时，析构函数可以不写，直接使用编译器生成的默认析构函数，如Date；如果默认生成的析构就可以用，也就不需要显示写析构，如MyQueue;但是有资源申请时，一定要自己写析构，否则会造成资源泄漏

8.一个局部域的多个对象，C++规定后定义的先析构

#include<iostream>
using namespace std;

class Stack
{
public:
	Stack(int n = 4)
	{
		_a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
		if (_a == nullptr)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}

		_capacity = n;
		_top = 0;
	}

	//析构函数
	//不写会资源泄漏
	~Stack()
	{
		cout << "~Stack" << endl;
		free(_a);
		_a = nullptr;
		_capacity = _top = 0;
	}

private:
	int* _a;
	int _capacity;
	int _top;
	
};

//两个栈实现队列
class MyQueue
{
public:
	//不用写析构函数，
	//编译器默认生成MyQueue的析构函数调用了Stack的析构来释放Stack的内部资源
	//显示写析构，也会自动调用Stack的析构
private:
	Stack pushst;
	Stack popst;

};


int main()
{
	Stack st1;
	Stack st2;
	MyQueue mq;

	return 0;
}

 

4.拷贝构造函数

 若一个构造函数的第一个参数是自身类类型的引用，且任何额外的参数都有默认值，则此构造函数也叫做拷贝构造函数，即拷贝构造是一个特殊的构造函数。

特点：

1.拷贝构造函数是构造函数的一个重载

#include <iostream>
using namespace std;

class Date {

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

	//拷贝构造
	Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}

	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1(2025, 2, 4);
	Date d2(d1);
	Date d3 = d1;
	d1.Print();
	d2.Print();
	d3.Print();
}

 

 

2.拷贝构造函数的第一个参数必须是类类型对象的引用（引用传参），使用传值方式，编译器会直接报错，因为语法逻辑上会引发无穷递归调用

 

这是为什么呢？

是因为对于自定义类型的传值传参，每次都需要调用拷贝构造。

通过Date d2(d1)需要实例化对象d2，所以要调用对应的构造函数，也就是拷贝构造函数，但是在调用拷贝构造函数之前要先传参，又因为【自定义类型传参调用】就会引发拷贝构造，那调用拷贝构造就又需要传参数进来，传参数又会引发拷贝构造。。。于是就引发了这么一个无限递归的问题 ！

 3.若未显示定义拷贝构造，编译器会自动生成拷贝构造函数。

自动生成的拷贝构造对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝（一个一个字节的拷贝），对自定义类型成员变量会调用它的拷贝构造

#include <iostream>
using namespace std;

class Date {

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

	//拷贝构造
	/*Date(Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}*/

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

	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1(2025, 2, 4);
	Date d2(d1);
	Date d3 = d1;
	d1.Print();
	d2.Print();
	d3.Print();
}

但在下面这个场景会出错！

typedef int STDaType;
class Stack
{
public:
	Stack(int n=4)
	{
		_a = (STDaType*)malloc(sizeof(STDaType) * n);
		if (nullptr == _a)
		{
			perror("malloc失败");
				return;
		}
		_capacity = n;
		_top = 0;

}

	void Push(const STDaType& x)
	{
		//checkcapacity()
		_a[_top++] = x;
	}

	~Stack()
	{

		cout << "~Stack" << endl;
		free(_a);
		_a = nullptr;
		_top = _capacity = 0;
	}


private:
	STDaType* _a;
	size_t _capacity;
	size_t _top;
};

int main()
{
	Stack st1;
	st1.Push(1);
	st1.Push(2);

	Stack st2 = st1;
	return 0;
}

 

结果会报错，这是为什么呢？

Stack不显示实现拷贝构造，用自动生成的拷贝构造完成浅拷贝会导致st1和st2里面的_a指针指向同一块资源，析构时会析构两次，程序崩溃！ 

那么如何实现深拷贝呢？

Stack(const Stack& st)
{
	//根据st的容量大小在堆区开辟出一块相同大小的空间
	_a = (STDaType*)malloc(sizeof(STDaType) * st._capacity);
	if (nullptr == _a)
	{
		perror("fail malloc");
		exit(-1);
	}

	memcpy(_a, st._a, sizeof(STDaType) * st._top);		//将栈中的内容按字节一一拷贝过去
	_top = st._top;
	_capacity = st._capacity;
}

这样的话，两块空间是独立的，所以在对象进行析构的时候也不会造成二次析构的问题 

 

4.像Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源，编译器自动生成的拷贝构造就可以完成需要的拷贝，所以不需要显示实现拷贝构造。

但是像Stack这样的类，虽然也都是内置类型，但是_a指向了资源，编译器自动生成的拷贝构造完成的值拷贝/浅拷贝不符合我们的要求，所以需要自己实现深拷贝（对指向的资源也进行拷贝）。

可以这样记：如果一个类显示实现了析构并释放了资源，那么他就需要显示写拷贝构造，否则就不需要 

5.运算符重载

C++为了增强代码的可读性引入了运算符重载，运算符重载是具由运算符operator定义有特殊函数名的函数，也具有其返回值类型，函数名字以及参数列表，其返回值类型与参数列表与普通的函数类似。该函数能让我们自定义类型像内置类型一样使用-，+，*，/等运算符。

特点：

1.重载运算符函数的参数个数和该运算符作用的运算对象数量一样多。

一元运算符有一个参数，二元运算符有两个参数，二元运算符的左侧运算对象传给第一个参数，右侧运算对象传给第二个参数。

2.如果一个重载运算符函数是成员函数，则它的第一个运算对象默认传给隐式的this指针，因此运算符重载作为成员函数时，参数比运算对象少一个。 

举个判断日期类相等的例子

class Date
{
public:
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
	{
		return d1._year == d2._year
			&& d1._month == d2._month
			&& d1._day == d2._day;
	}
int main()
{
	Date d1(2025, 2, 4);
	Date d2(2025, 2, 4);
	if (d1 == d2)//也可以显示调用operator==(d1,d2);
	{
		cout << "日期相等" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "日期不相等" << endl;
	}
	return 0;
}

 

 也可以放到类里面，重载为成员函数

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)
	{
		return _year == d._year
			&& _month == d._month
			&& _day == d._day;
	}

	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
//bool operator == (const Date& d1, const Date& d2)
//{
//	return d1._year == d2._year
//		&& d1._month == d2._month
//		&& d1._day == d2._day;
//}
int main()
{
	Date d1(2025, 2, 4);
	Date d2(2025, 2, 4);
	if (d1 == d2)//也可以显示调用operator==(d1,d2);
	{
		cout << "日期相等" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "日期不相等" << endl;
	}
	return 0;
}

3.不能通过连接语法中没有的符号来创建新的操作符：比如operator@

4.  .*  ::  sizeof  ?:   .  这五个运算符不能重载

5.重载操作符至少有一个类类型参数，不能通过运算符重载改变内置类型对象的含义，如：int operator+(int x ,int y) 

6.赋值运算符重载

赋值运算符重载是一个默认成员函数，用于完成两个已经存在的对象直接的拷贝赋值，这里要注意跟拷贝构造区分，拷贝构造用于一个对象拷贝初始化给另一个要创建的对象。

特点：

1.赋值运算符重载是一个运算符重载，规定必须重载为成员函数。赋值运算重载的参数建议写成const当前类类型引用，否则会传值传参有拷贝

2.有返回值，且建议写成当前类类型引用，引用返回可以提高效率

3.没有显示实现时，编译器会自动生成一个默认赋值运算符重载，默认赋值运算符重载行为跟默认拷贝构造函数类似，对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝（一个一个字节的拷贝），对自定义类型成员变量会调用它的赋值重载

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;
	}
	Date& operator == (const Date& d)
	{
		if (this != &d)
		{
			_year = d._year;
			_month = d._month;
			_day = d._day;
		}
		//d1=d2表达式的返回对象应该为d1，也就是*this
		return *this;
	}
private:

	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1(2025, 2, 5);
	Date d2(d1);//拷贝构造
	Date d3(2025, 2, 4);
	d1 = d3;//赋值重载
	d1.Print();
	d2.Print();
	d3.Print();
	
	return 0;
}

 

 

 

 

 

 

 


http://www.kler.cn/a/533146.html

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