类的默认成员数
默认成员函数就是用户没有显式实现,编译器会自动生成的成员函数称为默认成员函数。总共有六个默认构造函数。
构造函数
定义
构造函数是特殊的成员函数,需要注意的是,构造函数虽然名称叫构造,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,也就是初始化对象,并且构造函数会自动调用并不用显示的去调用。
特点
- 函数名与类名相同。
- 无返回值。 (返回值啥都不需要给,也不需要写void,不要纠结,C++规定如此)
- 对象实例化时系统会自动调用对应的构造函数。
- 构造函数可以重载。
- 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。
- 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,都叫做默认构造函数。但是这三个函数有且只有一个存在,不能同时存在。总结一下就是不传实参就可以调用的构造就叫默认构造。
- 我们不写,编译器默认生成的构造,对内置类型成员变量的初始化没有要求,也就是说是否初始化是不确定的,看编译器。对于自定义类型成员变量,要求调用这个成员变量的默认构造函数初始化。如果这个成员变量,没有默认构造函数,那么就会报错,我们要初始化这个成员变量,需要用初始化列表才能解决。
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
// 1.⽆参构造函数
Date()
{
_year = 1;
_month = 1;
_day = 1;
}
// 2.带参构造函数
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
// 3.全缺省构造函数
/*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;
};
int main()
{
// 如果留下三个构造中的第⼆个带参构造,第⼀个和第三个注释掉
// 编译报错:error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可⽤
Date d1; // 调⽤默认构造函数
Date d2(2025, 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,否则编译器⽆法
// 区分这⾥是函数声明还是实例化对象
// warning C4930: “Date d3(void)”: 未调⽤原型函数(是否是有意⽤变量定义的?)
Date d3();
d1.Print();
d2.Print();
return 0;
}
析构函数
定义
析构函数与构造函数功能相反,析构函数不是完成对对象本身的销毁,比如局部对象是存在栈帧的,函数结束栈帧销毁,他就释放了,不需要我们管,C++规定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释放工作
析构函数的功能类比我们之前Stack实现Destroy功能,而像Date没有Destroy,其实就是没有资源需要释放,所以严格说Date是不需要析构函数的。
特点
- 析构函数名是在类名前加上字符 ~。
- 无参数无返回值。 (这里跟构造类似,也不需要加void)
- 一个类只能有一个析构函数。若未显式定义,系统会自动生成默认的析构函数。
- 对象生周期结束时,系统会自动调用析构函数。
- 跟构造函数类似,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,自定类型成员会调用他的析构函数。
- 还需要注意的是我们显示写析构函数,对于自定义类型成员也会调用他的析构,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。
- 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,如Stack。
- 一个局部域的多个对象,C++规定后定义的先析构。
- 析构函数不可以重载。
C++实现栈与队列的析构函数(运行可知不需要显示调用析构函数,程序可以自行调用)
#include<iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
Stack(int n = 4)
{
_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
if (nullptr == _a)
{
perror("malloc申请空间失败");
return;
}
_capacity = n;
_top = 0;
}
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_a);
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
private:
STDataType* _a;
size_t _capacity;
size_t _top;
};
// 两个Stack实现队列
class MyQueue
{
public:
private:
Stack pushst;
Stack popst;
};
int main()
{
Stack st;
MyQueue mq;
return 0;
}
拷贝构造函数
定义
如果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,也就是说拷贝构造是一个特殊的构造函数。
特点
- 拷贝构造函数是构造函数的一个重载。
- 拷贝构造函数的第一个参数必须是类类型对象的引用,使用传值方式编译器直接报错,因为语法逻辑上会引发无穷递归调用。 拷贝构造函数也可以多个参数,但是第一个参数必须是类类型对象的引用,后面的参数必须有缺省值。
如下图拷贝非法构造形式引发的错误:Date(Date d)
正确的类型:
即使使用的正确的类型也会出现返回局部变量的地址或临时:tmp,有前面的知识可以知道,C++中临时对象具有常性,而Date(Date &d)不具有常性,因而出现了权限放大,从而需要在拷贝构造的形参加上const。
或者说有的人可能会想到把引用换成指针,如果这样是构造但不是拷贝构造。 - C++规定自定义类型对象进行拷为必须调用拷贝构造,所以这里自定义类型传值传参和传值返回都会调用拷贝构造完成。
- 若未显式定义拷贝构造,编译器会生成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(一个字节一个字节的拷贝),对自定义类型成员变量会调用他的拷贝构造。
- 深拷贝:拷贝不仅时值拷贝,也会拷贝空间(再开一块新空间)
- 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,所以不需要我们显示实现拷贝构造。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需求,所以需要我们自己实现深拷贝==(对指向的资源也进行拷贝)。像MyQueue这样的类型内部主要是自定义类型Stack成员,编译器自动生成的拷贝构造会调用Stack的拷贝构造,也不需要我们显示实现MyQueue的拷贝构造。这里还有⼀个小技巧,如果一个类显示实现了析构并释放资源,那么他就需要显示写拷贝构造,否则就不需要。
- 传值返回会产生⼀个临时对象调用拷贝构造,传值引用返回,返回的是返回对象的别名(引用),没有产生拷贝。但是如果返回对象是⼀个当前函数局部域的局部对象,函数结束就销毁了,那么使用引用返回是有问题的,这时的引用相当于⼀个野引用,类似⼀个野指针⼀样。传引⽤返回可以减少拷贝,但是⼀定要确保返回对象,在当前函数结束后还在,才能用引用返回。
赋值运算符重载
运算符重载
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当运算符被用于类类型的对象时,C++语言允许我们通过运算符重载的形式指定新的含义。C++规定类类型对象使用运算符时,必须转换成调用对应运算符重载,若没有对应的运算符重载,则会编译报错。
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运算符重载是具有特殊名字的函数,他的名字是由operator和后面要定义的运算符共同构成。和其他函数一样,它也具有其返回类型和参数列表以及函数体。
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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。
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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。因为有一个是隐含的this指针,成员函数就要少一个。
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运算符重载以后,其优先级和结合性与对应的内置类型运算符保持⼀致。
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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@。
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.* 、::、sizeof 、?: 、. 、 注意以上5个运算符不能重载。
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重载++运算符时,有前置++和后置++,运算符重载函数名都是operator++,无法很好的区分。
C++规定,后置++重载时,增加⼀个int形参,跟前置++构成函数重载,方便区分。
取地址运算符重载
const成员函数
- 将const修饰的成员函数称之为const成员函数,const修饰成员函数放到成员函数参数列表的后面。
- const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。const 修饰Date类的Print成员函数,Print隐含的this指针由 Date* const this 变为 const Date* const this。
取地址运算符重载
取地址运算符重载分为普通取地址运算符重载和const取地址运算符重载,一般这两个函数编译器自动生成的就可以够我们用了,不需要去显示实现。除非一些很特殊的场景,比如我们不想让别⼈取到当前类对象的地址,就可以自己实现⼀份,胡乱返回⼀个地址。
class Date
{
public :
Date* operator&()
{
return this;
// return nullptr;
}
const Date* operator&()const
{
return this;
// return nullptr;
}
private :
int _year ; // 年
int _month ; // ⽉
int _day ; // ⽇
};