轻松拿下——类的默认成员函数
创始人
2024-02-09 02:07:36

六大默认成员函数:
1、初始化:构造函数主要完成初始化工作

2、清理:析构函数主要完成清理工作

3、拷贝复制:拷贝构造是使用同类对象初始化创建对象

4、拷贝复制:赋值重载主要是把一个对象赋值给另一个对象;运算符重载

5、6、取地址重载:主要是普通对象和const对象取地址,这两个很少会自己实现

目录

一、构造函数

1、概念

2、特性

二、析构函数

1、概念

2、特性:

三、拷贝构造函数

1、概念

2、特性

 四、运算符重载

五、赋值重载

六、const成员

七、取地址及const取地址操作符重载


一、构造函数

1、概念

创建类类型对象时,由编译器自动调用,保证每个数据成员都有一个合适的初始值,在对象整个生命周期内只调用一次。

2、特性

(1)函数名与类名相同

(2)无返回值

(3)对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数

(4)构造函数可以函数重载

class Date
{
public:// 1.无参构造函数Date(){}// 2.带参构造函数Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
void TestDate()
{Date d1; // 调用无参构造函数Date d2(2015, 1, 1); // 调用带参的构造函数// 注意:如果通过无参构造函数创建对象时,对象后面不用跟括号,否则就成了函数声明/*Date d3();*/
}

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

class Date
{
public:/*// 如果用户显式定义了构造函数,编译器将不再生成Date(){}*/void Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{// 将Date类中构造函数屏蔽后,代码可以通过编译,因为编译器生成了一个无参的默认构造函数// 将Date类中构造函数放开,代码编译失败,因为一旦显式定义任何构造函数,编译器将不再生成// 无参构造函数,放开后报错:error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用Date d1;return 0;
}

(6)编译器对于内置类型(int char double 指针……)不处理,对于自定义类型(class struct union stack queue person……)会调用他的默认构造函数。

class Time
{
public:Time()//无参构造函数{cout << "Time()" << endl;_hour = 0;_minute = 0;_second = 0;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private://基本类型(内置类型)int _year=2022;//这里不是初始化,是给的缺省值int _month=11;int _day=22;//自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d;return 0;
}

(7)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。

class Date
{
public:Date()//无参构造函数{_year = 1900;_month = 1;_day = 1;}Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)//全缺省构造函数{_year = year;_month = month;_day = day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};

二、析构函数

1、概念

对象在销毁时会自动调用析构函数,完成对象中资源的清理工作。

2、特性:

(1)析构函数名是在类名前加上字符~

(2)无参数无返回值类型

(3)析构函数不能重载

(4)对象生命周期结束时,C++编译系统自动调用析构函数

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!!!");}_capacity = capacity;_size = 0;}void Push(DataType data){_array[_size] = data;_size++;}~Stack(){if (_array){free(_array);_array = NULL;_capacity = 0;_size = 0;}}
private:DataType* _array;int _capacity;int _size;
};
void TestStack()
{Stack s;s.Push(1);s.Push(2);
}

(5)编译器生成的默认析构函数,对自定义类型成员调用它的析构函数。创建哪个类的对象则调用该类的析构函数,销毁哪个类的对象则调用该类的析构函数。

//Date对象销毁时,编译器会给Date类生成一个默认的析构函数,
//Time类是自定义类型也需要销毁,再简接调用Time类的析构函数
class Time
{
public:~Time(){cout << "~Time()" << endl;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private:int _year = 2022;int _month = 11;int _day = 23;//自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d;return 0;
}

(6)如果类中有资源申请时,一定要写析构函数,否则会造成内存泄漏。

三、拷贝构造函数

1、概念

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。

2、特性

(1)拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式

(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

class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}Date(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1;Date d2(d1);return 0;
}

(3)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

内置类型是按照字节方式直接拷贝的

自定义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的

class Time
{
public:Time(){_hour = 1;_minute = 1;_second = 1;}Time(const Time& t){_hour = t._hour;_minute = t._minute;_second = t._second;cout << "Time::Time(const Time&)" << endl;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private:int _year = 2022;int _month = 11;int _day = 23;//自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d1;//用已经存在的d1拷贝构造d2,此处会调用Date类的拷贝构造函数//但Date类并没有显示定义拷贝构造函数,则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构造函数Date d2(d1);return 0;
}

(4)类中涉及到资源申请时,拷贝构造函数一定要写,即深拷贝

typedef int DataType;
class Stack
{
public:Stack(size_t capacity = 10){_array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));if (nullptr == _array){perror("malloc申请空间失败");return;}_size = 0;_capacity = capacity;}void Push(const DataType& data){// CheckCapacity();_array[_size] = data;_size++;}~Stack(){if (_array){free(_array);_array = nullptr;_capacity = 0;_size = 0;}}
private:DataType* _array;size_t _size;size_t _capacity;
};
int main()
{Stack s1;s1.Push(1);s1.Push(2);s1.Push(3);s1.Push(4);Stack s2(s1);return 0;
}

s2对象使用s1拷贝构造,而Stack类没有显示定义拷贝构造函数,则编译器会给Stack类生成一份默认的拷贝构造函数,默认拷贝构造函数是按照值拷贝的,即将s1中内容原封不动地拷贝到s2中,因此s1和s2指向了同一块内存空间。

s2销毁时调用析构函数,空间已释放,s1销毁时再释放一次造成程序崩溃。

(5)拷贝构造函数典型调用场景

使用已存在对象创建新对象

函数参数类型为类类型对象

函数返回值类型为类类型对象

class Date
{
public:Date(int year, int minute, int day){cout << "Date(int,int,int):" << this << endl;}Date(const Date& d){cout << "Date(const Date& d):" << this << endl;}~Date(){cout << "~Date():" << this << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
Date Test(Date d)
{Date temp(d);return temp;
}
int main()
{Date d1(2022, 1, 13);Test(d1);return 0;
}

 四、运算符重载

函数原型:返回值类型 operator操作符(参数列表)

注:重载操作符必须有一个类类型参数

成员函数的第一个参数为隐藏的this

.*   ::   sizeof   ?:   .不能重载

// 全局的operator==
class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}//private:int _year;int _month;int _day;
};
// 这里会发现运算符重载成全局的就需要成员变量是公有的,那么问题来了,封装性如何保证?
// 这里其实可以用我们后面学习的友元解决,或者干脆重载成成员函数。
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{return d1._year == d2._year&& d1._month == d2._month&& d1._day == d2._day;
}
void Test()
{Date d1(2022, 11, 22);Date d2(2022, 11, 22);cout << (d1 == d2) << endl;
}
int main()
{Test();return 0;
}
class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}// bool operator==(Date* this, const Date& d2)// 这里需要注意的是,左操作数是this,指向调用函数的对象bool operator==(const Date& d2){return _year = d2._year&& _month = d2._month&& _day = d2._day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};

五、赋值重载

参数类型:const T&,传递引用可以提高传参效率

返回值类型:T&,返回引用可以提高返回的效率,有返回值目的是为了支持连续赋值

检测是否自己给自己赋值

返回*this:要符合连续赋值的含义

class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}Date(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}Date& operator=(const Date& d){if (this != &d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;return *this;}}
private:int _year;int _month;int _day;
};

赋值运算符只能重载成类的成员函数不能重载成全局函数

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;
};
// 赋值运算符重载成全局函数,注意重载成全局函数时没有this指针了,需要给两个参数
Date& operator=(Date& left, const Date& right)
{if (&left != &right){left._year = right._year;left._month = right._month;left._day = right._day;}return left;
}
// 编译失败:
// error C2801: “operator =”必须是非静态成员

原因:赋值运算符如果不显式实现,编译器会生成一个默认的。此时用户再在类外自己实现
一个全局的赋值运算符重载,就和编译器在类中生成的默认赋值运算符重载冲突了,故赋值
运算符重载只能是类的成员函数。

用户没有显示实现时,编译器会生成一个默认赋值运算符重载,以值的方式逐字节拷贝(内置类型成员变量直接赋值,自定义类型成员变量需要调用对应类的赋值运算符重载完成赋值)

class Time
{
public:Time(){_hour = 1;_minute = 1;_second = 1;}Time& operator=(const Time& t){if (this != &t){_hour = t._hour;_minute = t._minute;_second = t._second;}return *this;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)int _year = 1970;int _month = 1;int _day = 1;// 自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d1;Date d2;d1 = d2;return 0;
}
// 这里会发现下面的程序会崩溃掉?这里就需要我们以后讲的深拷贝去解决。
typedef int DataType;
class Stack
{
public:Stack(size_t capacity = 10){_array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));if (nullptr == _array){perror("malloc申请空间失败");return;}_size = 0;_capacity = capacity;}void Push(const DataType& data){// CheckCapacity();_array[_size] = data;_size++;}~Stack(){if (_array){free(_array);_array = nullptr;_capacity = 0;_size = 0;}}
private:DataType* _array;size_t _size;size_t _capacity;
};
int main()
{Stack s1;s1.Push(1);s1.Push(2);s1.Push(3);s1.Push(4);Stack s2;s2 = s1;return 0;
}

总之一句话,涉及到资源申请(或需要写析构函数的类)时,一定要写拷贝构造函数或赋值重载函数,以防止内存泄漏和同一块内存空间释放两次。 

六、const成员

const修饰类成员函数,实际修饰该成员函数隐含的this指针,表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。

 

class Date
{
public:Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << "Print()" << endl;cout << "year:" << _year << endl;cout << "month:" << _month << endl;cout << "day:" << _day << endl << endl;}void Print() const{cout << "Print()const" << endl;cout << "year:" << _year << endl;cout << "month:" << _month << endl;cout << "day:" << _day << endl << endl;}
private:int _year; // 年int _month; // 月int _day; // 日
};
void Test()
{Date d1(2022, 1, 12);d1.Print();const Date d2(2022, 1, 13);d2.Print();
}
int main()
{Test();return 0;
}

七、取地址及const取地址操作符重载

class Date
{
public:Date* operstor& (){return this;}const Date* operator&()const{return this;}
private:int _year;int _month;int _day;
};

这两个不常用,使用编译器默认的即可!

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