【C++】类的六个默认成员函数

原创已于 2024-10-04 11:20:17 修改 · 1.3k 阅读

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#c++ #开发语言

于 2024-09-24 21:59:09 首次发布

如果一个类中什么成员都没有，简称为空类。

空类中真的什么都没有吗？并不是，任何类在什么都不写时，编译器会自动生成以下6个默认成员函数。
class Date
{};
默认成员函数：用户没有显式实现，编译器会生成的成员函数称为默认成员函数。

一、构造函数

有时候在用C语言写栈、队列的时候，写半天却忘记初始化.....

如果忘记初始化栈或队列，它们的初始值将会是不确定的，可能是随机值(垃圾值)。这可能会导致程序运行过程中出现不可预测的行为，甚至会导致程序崩溃。因此，为了保证程序的正确性，建议在使用栈或队列之前，都要记得进行初始化操作。

那我还是忘记初始化，怎么办？正好C++有默认成员函数----构造函数能解决这个问题:

概念：

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，而是初始化对象。

特征：

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. 构造函数可以重载。

#include<iostream>
using namespace std;

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;
};


int main()
{
	Date d1; // 调用无参构造函数
	Date d2(2015, 1, 1); //调用带参构造函数
	return 0;
}

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

以下代码的函数：声明了d3函数，该函数无参，返回一个日期类型的对象

 Date d3();//不允许这样调用无参构造函数，这是函数声明

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。

6.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(有些编译器可能初始化成0，但是C++标准并没有规定)。也就说在这里编译器生成的默认构造函数并没有什么用？？

答：在不手动实现构造函数的情况下，编译器会默认生成一个无参构造函数。这是为了确保对象的创建和初始化过程正常进行。

默认构造函数的主要作用是初始化对象的成员变量。如果没有手动初始化，那么成员变量的值会是随机值。虽然这些随机值可能对于某些对象来说是有效的，但对于大多数对象来说，这是不希望看到的。

因此，编译器生成的默认构造函数确实有用，它通过初始化成员变量的默认值，确保对象在创建时处于一个可预测且合理的状态。在需要自定义的初始化逻辑时，需要手动实现构造函数来覆盖默认构造函数的行为。

7.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调用的它的默认成员函数。类似嵌套，可大概说类的尽头是内置类型(基本类型)。

例如：

#include<iostream>
using namespace std;

class Time
{
public:
	Time()
	{
		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;
	int _month;
	int _day;
	// 自定义类型
	Time _t;
};
int main()
{
	Date d;
	return 0;
}

C++编译器也有缺陷：

C++11 中针对内置类型成员不初始化的缺陷，又打了补丁，即：内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值。

补丁后：

class Time
{
public:
	Time()
	{
		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 = 2024;
	int _month = 8;
	int _day = 27;
	// 自定义类型
	Time _t;
};
int main()
{
	Date d;
	return 0;
}

8. 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（不传参就可以调用的函数就是默认构造）

class Date
{
public:
	Date()
	{
		_year = 1900;
		_month = 1;
		_day = 1;
	}
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
// 以下测试函数能通过编译吗？
void Test()
{
	Date d1;
}

答：不能编译通过，d1不知道调用哪个默认构造函数。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，默认构造函数只有一个。

ps：一般情况下构造函数都需要我们显示的去实现，只有少数情况下可以让编译器自动生成构造函数类似MyQueue，成员全是自定义类型。还有默认生成构造函数，内置类型没有规定要处理（可处理，可不处理，看编译器），自定义类型调用默认构造函数，没有默认构造，那就会报错

二、析构函数

概念：

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，局部对象销毁工作是由编译器完成的。而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

特征：

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. 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。注意：析构函数不能重载

4. 对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数

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)
	{
		// CheckCapacity();
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}
	// 其他方法...
	~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);
}
int main()
{
	TestStack();
	return 0;
}

5.关于编译器自动生成的析构函数，是否会完成一些事情呢？下面的程序我们会看到，编译器生成的默认析构函数，对自定类型成员调用它的析构函数

class Time
{
public:
	~Time()
	{
		cout << "~Time()" << endl;
	}
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 d;
	return 0;
}

程序运行结束后输出：~Time()
在main方法中根本没有直接创建Time类的对象，为什么最后会调用Time类的析构函数？

因为：main方法中创建了Date对象d，而d中包含4个成员变量，其中_year, _month,_day三个是内置类型成员，销毁时不需要资源清理，最后系统直接将其内存回收即可；而_t是Time类对象，所以在d销毁时，要将其内部包含的Time类的_t对象销毁，所以要调用Time类的析构函数。但是main函数中不能直接调用Time类的析构函数，实际要释放的是Date类对象，所以编译器会调用Date类的析构函数，而Date没有显式提供，则编译器会给Date类生成一个默认的析构函数，目的是在其内部调用Time类的析构函数，即当Date对象销毁时，要保证其内部每个自定义对象都可以正确销毁。main函数中并没有直接调用Time类析构函数，而是显式调用编译器为Date类生成的默认析构函数，再调用Time类的析构函数。
注意：创建哪个类的对象则调用该类的析构函数，销毁那个类的对象则调用该类的析构函数。内置类型不做处理，自定义类型去调用他的析构，跟构造函数类似。

6. 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，比如Date类；有资源申请时，一定要写，否则会造成资源泄漏，不会报错，比如Stack类。

在一些实践中总结:

1.有资源需要显示清理，就需要写析构。如:Stack 、 List

2.有两种场景不需要显示写析构，默认生成就可以了

a.没有资源需要清理，如：Date

b.内置类型成员没有资源需要清理，剩下都是自定义类型。如：MyQueue

拓展练习记忆析构函数：

232. 用栈实现队列 - 力扣（LeetCode）

三、拷贝构造函数

我一直都很喜欢 Ctrl + C 和 Crtl + V

那么除了C V兄弟俩，我们在创建对象时，可否创建一个与已存在对象一某一样的新对象呢？

接下来就该拷贝函数出场了......

概念：

拷贝构造函数：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。

特征：

1. 拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。

class Date
{
public:
	Date(int year = 2024, int month = 8, int day = 27)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	// Date(Date d) //错误写法
	Date(const Date& d) //正确写法：编译报错，会引发无穷递归
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	//构造d1
	Date d1;

	//拷贝的写法：
	//d2拷贝d1
	Date d2(d1);
	//d3拷贝d2，等价于Date d3(d2);
	Date d3 = d2;
	return 0;
}

注意：拷贝构造用同类型的对象拷贝初始化

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，

因为在语法上会引发无穷递归调用，所以拷贝的参数必须用引用。

class Date
{
public:
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	// Date(const Date& d) // 正确写法
	Date(const Date& d) // 错误写法：编译报错，会引发无穷递归
	{
		_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. 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。

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:
	// 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;
	// 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类并没有显式定义拷贝构造函数，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;
}

注意：在编译器生成的默认拷贝构造函数中，内置类型是按照字节方式直接拷贝的，而自定义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的。

4. 编译器生成的默认拷贝构造函数已经可以完成字节序的值拷贝了，还需要自己显式实现吗？当然像日期类这样的类是没必要的。那么下面的类呢？验证一下试试？

// 这里会发现下面的程序会崩溃掉？这里就需要深拷贝去解决。
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(s1);
	return 0;
}

注意：类中如果没有涉及资源申请时，拷贝构造函数是否写都可以；一旦涉及到资源申请时，则拷贝构造函数是一定要写的，否则就是浅拷贝。

5. 拷贝构造函数典型调用场景：

a.使用已存在对象创建新对象

b.函数参数类型为类类型对象

c.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;
}

为了提高程序效率，一般对象传参时，尽量使用引用类型，返回时根据实际场景，能用引用尽量使用引用。

小结：

1.如果没有管理资源，一般情况不需要写拷贝构造，默认生成的拷贝构造就可以了。如：Date

2.如果都是自定义类型成员，内置类型成员没有指向资源，也类似默认生成的拷贝构造就可以了。如：MyQueue

3.一般情况下，不需要写显示写析构函数，就不要写拷贝构造

4.如果内部有指针或者一些指向资源，需要显示写析构释放，通常就需要显示写构造完成深拷贝。

如; Stack、 Queue、 List等

四、operator

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。

函数名字：关键字operator后面接需要重载的运算符符号。

函数原型：返回值类型 operator操作符(参数列表),参数个数和操作数个数一致

注意：

1.不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@

2.重载操作符必须有一个类类型参数

3.用于内置类型的运算符，其含义不能改变，例如：内置的整型+，不能改变其含义（其实有些可以运用其他方法改变，改变函数内容，前置++变后置++，后置++变前置++，还有+用-替代，-用+替代）

4.作为类成员函数重载时，其形参看起来比操作数数目少1，因为成员函数的第一个参数为隐藏的this指针

5. .* :: sizeof ?: . 注意以上5个运算符不能重载。(注意)

.*操作符是一种正则表达式操作符，用于匹配任意字符0次或多次。它表示匹配前面的元素0次或多次。

例如，正则表达式 "ab.*" 匹配以 "ab" 开头，后面跟任意字符0次或多次的字符串。它可以匹配 "ab"、"abbbbb"、"abxyz"等。

在许多编程语言中，.*操作符还可以用于替换操作，表示替换目标字符串中的任意字符0次或多次。

总之，.*操作符是一种非常常用和有用的正则表达式操作符，用于匹配任意字符0次或多次。

// 全局的operator==
class Date
{
public:
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	//private:运算符重载成全局时，需要成员变量变公有，方便使用
	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 d3(2024, 8, 28);
	Date d4(2024, 8, 29);

	//显示调用
	operator==(d3, d4);

	//直接写，转换调用，编译会转换成operator==(d3,d4);
	d3 == d4;

	return 0;
}

// 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,无法访问私有成员，该怎么才能提高一点封装性呢？
// 这里其实可以用我们有三种方法解决
//a.提供这些成员get和set
//b.或者干脆重载成成员函数（一般用这种解决）
//c.后面学习的友元解决
//但是三种方式封装性还有待提高

a.提供这些成员get或set解决，但这种方式并不推荐，因为直接暴露类的内部数据结构会破坏封装性

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
    Date(int year = 2024, int month = 8, int day = 28)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }

    int GetYear()
    {
        return _year;
    }

    // 可以添加类似的函数获取月份和日期
    int GetMonth()
    {
        return _month;
    }

    int GetDay()
    {
        return _day;
    }

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

bool operator==(Date& d1,Date& d2)
{
    return d1.GetYear() ==  d2.GetYear() && d1.GetMonth() == d2.GetMonth() && d1.GetDay() == d2.GetDay();
}

int main()
{
    Date d3(2024, 8, 28);
    Date d4(2024, 8, 29);

    // 显示调用
   operator==(d3, d4);

    // 直接写，转换调用
    d3 == d4;

    return 0;
}

b.重载成成员函数，operator==被重载为Date类的成员函数，直接比较两个Date对象的私有成员变量来判断是否相等。

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
    Date(int year = 2024, int month = 8, int day = 28)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    bool operator==(const Date& d2)
    {
        return _year == d2._year && _month == d2._month && _day == d2._day;
    }
    
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    Date d3(2024, 8, 28);
    Date d4(2024, 8, 29);

    // 显示调用
    d3.operator==(d4);//重载成类的成员函数，显示调用要做修改

    // 直接写，转换调用
    d3 == d4;

    return 0;
}

如果类里和全局都有operator调用，优先调用类里的，不会报错。

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
    Date(int year = 2024, int month = 8, int day = 28)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }

    //d3.operator==(d4)
    bool operator==(const Date& d2)
    {
        return this->_year == d2._year 
            && this->_month == d2._month 
            && this->_day == d2._day;
    }

//private:
    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 d3(2024, 8, 28);
    Date d4(2024, 8, 29);

    // 显示调用
    d3.operator==(d4);//重载成类的成员函数，显示调用要做修改

    // 直接写，转换调用
    d3 == d4;

    return 0;
}

c.友元函数，通过将operator==函数声明为Date类的友元函数，它就可以访问Date类的私有成员变量，同时又不会破坏封装性，因为只有这个特定的函数被允许访问私有成员。这样可以在保持相等运算符功能的同时，更好地控制对类内部数据的访问。


#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
    Date(int year = 2024, int month = 8, int day = 28)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }

    // 声明友元函数
    friend bool operator==(const Date& d1, const Date& d2);

    /*int GetYear()
    {
        return _year;
    }

    int GetMonth()
    {
        return _month;
    }

    int GetDay()
    {
        return _day;
    }*/

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

// 定义友元函数
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{
    return d1._year == d2._year && d1._month == d2._month && d1._day == d2._day;
}

int main()
{
    Date d3(2024, 8, 28);
    Date d4(2024, 8, 29);


    operator==(d3, d4);

    d3 == d4;

    return 0;
}

五、赋值运算符重载

1. 赋值运算符重载格式

a.参数类型：const +类名+ &，传递引用可以提高传参效率

b.返回值类型：类名+&，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

c.返回*this ：要复合连续赋值的含义

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)//检测自己给自己赋值
		{
			_year = d._year;
			_month = d._month;
			_day = d._day;
		}
		return *this;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1(2024, 9, 1);
	
	//拷贝构造
	//一个已经存在的对象，拷贝给另一个要创建初始化的对象
	Date d2(d1);
	Date d3 = d1;

	Date d4(2024, 9, 4);

	//赋值拷贝/赋值重载
	//一个已经存在的对象，拷贝赋值给另一个已经存在的对象
	d1 = d4;

	return 0;
}

显式赋值格式：

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;
	}

	//显式赋值
	//d1=d4
	/*void operator=(const Date& d)
	{
			_year = d._year;
			_month = d._month;
			_day = d._day;
	}*/


	//d1=d4
	//d1=d2=d4,d是d4的别名，d4赋值给d2，返回d2的this指针，d2再把值给d1。一般this指针可隐藏不写，但在有用的需求，可以拿来用
	//void变Date，为了连续赋值
	/*Date operator=(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;

		return *this;
	}*/


	//传引用返回和传值返回
	// 传值返回会产生一份临时变量返回并拷贝，产生时间
	// 引用用别名，减少空间的开辟，一般情况下引用和引用变量共用一块空间，速度效率更快
	//为了防止自己给自己赋值，例如：d1=d1，用if语句优化
Date &operator=(const Date& d)
{
	if (this!=&d)//防止自己给自己赋值
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;

	}
	
	return *this;
}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
Date func()
{
	Date d(2024, 9, 3);
	return d;
	//返回的d，是d的一份临时拷贝，临时变量具有常性
}

int main()
{
	Date d1(2024, 9, 1);
	
	//拷贝构造
	//一个已经存在的对象，拷贝给另一个要创建初始化的对象
	Date d2(d1);
	Date d3 = d1;

	Date d4(2024, 9, 4);

	//赋值拷贝/赋值重载
	//一个已经存在的对象，拷贝赋值给另一个已经存在的对象
	d1 = d4;

	d1 = d2 = d4;//连续赋值
    
    //返回的func是一份临时变量，临时对象具有常性，直接使用时对其权限的放大，要加const在前面
	const Date& ref = func();

	return 0;
}

int fx()
{
	int a = 1;
	int b = 2;
	int c = 3;

	return a + b + c;
}
int main() 
{ 
	//如果是传值返回，没有&，返回的func是一份临时变量，临时对象具有常性，直接使用时对其权限的放大，要加const在前面，权限的缩小，
	// 如果是引用返回加不加const都无所谓
	//拷贝的是临时对象，析构的是d

	Date& ref = func();
	//如果上面这一语句不加&,就是传值，又要拷贝一份临时变量，加上前面一次拷贝，相当于拷贝两次
	//如果加&是引用返回，引用d的引用 ，ref相当于是d的别名，那片空间
	//但是会产生随机值，因为d出了func作用域，自动调用析构函数，销毁资源空间，ref又指向销毁的那片空间，所以有点类似野指针，野引用
	fx();//更可怕的是如果再有函数使用，会覆盖原本销毁的空间，又是随机值

	return 0;
}

注意：上面代码注释内容，去理解尝试

2.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

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
	Date(int year = 2024, int month = 9, int day = 3)
	{
		_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;
}

int main()
{
	Date d1;

	return 0;
}

// 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。
用户没有显式实现时，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。

注意：内置类型成员变量是直接赋值的，而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;
};

既然编译器生成的默认赋值运算符重载函数已经可以完成字节序的值拷贝了，还需要自己实现吗？当然像日期类这样的类是没必要的。那么下面的类呢？验证一下试试？

// 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;
}

注意：如果类中未涉及到资源管理，赋值运算符是否实现都可以；一旦涉及到资源管理则必须要实现

总结：

函数重载：可以让函数名相同，参数不同的函数存在

运算符重载:让自定义类型可以用运算符，并且控制运算符的行为，增强可读性

两者之间关系各论各的，没关系，但多个同一运算符重载可以构成函数重载

3. 前置++和后置++重载

class Date
{
public:
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	// 前置++：返回+1之后的结果
	// 注意：this指向的对象函数结束后不会销毁，故以引用方式返回提高效率
	Date& operator++()
	{
		_day += 1;
		return *this;
	}
	// 后置++：
	// 前置++和后置++都是一元运算符，为了让前置++与后置++形成能正确重载
	// C++规定：后置++重载时多增加一个int类型的参数，但调用函数时该参数不用传递，编译器自动传递
		// 注意：后置++是先使用后+1，因此需要返回+1之前的旧值，故需在实现时需要先将this保存	一份，然后给this + 1
		// 而temp是临时对象，因此只能以值的方式返回，不能返回引用
	Date operator++(int)
	{
		Date temp(*this);
		_day += 1;
		return temp;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d;
	Date d1(2022, 1, 13);
	d = d1++; // d: 2022,1,13 d1:2022,1,14
	d = ++d1; // d: 2022,1,15 d1:2022,1,15
	return 0;
}

日期类的实现

class Date
{
public:
	// 获取某年某月的天数
	int GetMonthDay(int year, int month)
	{
		static int days[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30,
		31 };
		int day = days[month];
		if (month == 2
			&& ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)))
		{
			day += 1;
		}
		return day;
	}
	// 全缺省的构造函数
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);
	// 拷贝构造函数
	// d2(d1)
	Date(const Date& d);
	// 赋值运算符重载
	// d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)
	Date& operator=(const Date& d);
	// 析构函数
	~Date();
	// 日期+=天数
	Date& operator+=(int day);
	// 日期+天数
	Date operator+(int day);
	// 日期-天数
	Date operator-(int day);
	// 日期-=天数
	Date& operator-=(int day);
	// 前置++
	Date& operator++();
	// 后置++
	Date operator++(int);
	// 后置--
	Date operator--(int);
	// 前置--
	Date& operator--();
	// >运算符重载
	bool operator>(const Date& d);
	// ==运算符重载
	bool operator==(const Date& d);
	// >=运算符重载
	bool operator >= (const Date& d);
	// <运算符重载
	bool operator < (const Date& d);
	// <=运算符重载
	bool operator <= (const Date& d);
	// !=运算符重载
	bool operator != (const Date& d);
	// 日期-日期 返回天数
	int operator-(const Date& d);
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

六、const成员

class Date
{
public:
	void Print()
			{
				cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
			}
	Date(int year,int month,int day)
	{
		int _year = year;
		int _month = month;
		int _day = day;
	}
private:
	int _year; // 年
	int _month; // 月
	int _day; // 日
};

int main()
{
	const Date d1(2024, 9, 23);//权限放大，print函数其实有一个隐藏的const Date *this(详细是const Date* const this)指针，d1调用不了，d1是只读权限
	//Date d1(2024, 9, 23);
	d1.Print();
	return 0;
}

为啥是权限放大，报错怎么解决，能不能把Print函数权限也缩小？

那在C++中，const来解决

class Date
{
public:
	void Print()const//const修饰的是*this ,本质是改变this类型,const Date *this(详细是const Date* const this)，权限的平移
			{
				cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
			}
	Date(int year,int month,int day)
	{
		int _year = year;
		int _month = month;
		int _day = day;
	}
private:
	int _year; // 年
	int _month; // 月
	int _day; // 日
};

int main()
{
	const Date d1(2024, 9, 23);//权限的平移
	d1.Print();

	Date d2(2024, 9, 22);
	d2.Print();//非const也可以调用，权限的缩小

	
	return 0;
}

将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数，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。

我们来看看下面的代码

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, 13);
	d1.Print();
	const Date d2(2022, 1, 13);
	d2.Print();
}

请思考下面的几个问题：

1. const对象可以调用非const成员函数吗？

2. 非const对象可以调用const成员函数吗？

3. const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗？

4. 非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗？

1. 不可以。const对象是常量对象，它的成员函数默认是const成员函数，只能调用const成员函数。

2. 可以。非const对象可以调用任意类型的成员函数，包括const成员函数。

3. 可以。const成员函数内可以调用其它的非const成员函数，但要注意，非const成员函数的调用会导致对象被修改，这可能违反了const成员函数的限制。

4. 可以。非const成员函数内可以调用任意类型的成员函数，包括const成员函数。但调用const成员函数时，要将当前对象转换为const类型，以保证调用过程中对象不会被修改。

七.取地址及const取地址操作符重载

这两个运算符一般不需要重载，使用编译器生成的默认取地址的重载即可，只有特殊情况，才需要重载，比如想让别人获取到指定的内容，真实地址。

这两个默认成员函数一般不用重新定义，编译器默认会生成

class A
{
public:
	//我们不实现，编译器会自己实现，我们实现了编译器就不会自己实现
	/*A* operator&()
	{

		cout << "A* operator&()" << endl;
		return this;
	}
	const A* operator&()const
	{
		cout << "A* operator&()const" << endl;
		return this;
	}*///不写，也会取地址

private:
	int _a1 = 1;
	int _a2 = 2;
	int _a3 = 3;
};

int main()
{
	A aa1;
	const A aa2;
	
	cout << &aa1 << endl;
	cout << &aa2 << endl;
	return 0;
}

但有时候又有人写，不想被取地址，更有甚者给个假地址做一些特殊的事情..........

class A
{
public:
	A* operator&()
	{

		cout << "A* operator&()" << endl;
		return nullptr;//不想被取地址
	}
	const A* operator&()const
	{
		cout << "A* operator&()const" << endl;
		return (const A*)0xffffffff;//或故意给个假地址
	}

private:
	int _a1 = 1;
	int _a2 = 2;
	int _a3 = 3;
};

int main()
{
	A aa1;
	const A aa2;
	
	cout << &aa1 << endl;
	cout << &aa2 << endl;
	return 0;
}

八、总结

C++默认成员函数是在类中不显式声明的情况下自动生成的成员函数。
默认构造函数是在对象创建时自动调用的构造函数，用于初始化对象的成员变量。如果类中没有显式定义构造函数，编译器会自动生成默认构造函数。如果类中有显式定义构造函数，那么编译器就不会生成默认构造函数了。
析构函数是在对象销毁时自动调用的函数，用于清理对象的资源。如果类中没有显式定义析构函数，编译器会自动生成默认析构函数。如果类中有显式定义析构函数，那么编译器就不会生成默认析构函数了。
拷贝构造函数是用于使用一个已存在的对象初始化另一个对象的构造函数。如果类中没有显式定义拷贝构造函数，编译器会自动生成默认拷贝构造函数。默认拷贝构造函数会逐个复制对象的成员变量。如果类中有显式定义拷贝构造函数，那么编译器就不会生成默认拷贝构造函数了。
拷贝赋值运算符用于将一个对象的值赋给另一个对象。如果类中没有显式定义拷贝赋值运算符，编译器会自动生成默认拷贝赋值运算符。默认拷贝赋值运算符会逐个复制对象的成员变量的值。如果类中有显式定义拷贝赋值运算符，那么编译器就不会生成默认拷贝赋值运算符了。

总结来说，C++中的默认成员函数是在特定情况下由编译器自动生成的成员函数，用于对象的构造、析构和赋值操作。在某些情况下，我们需要显式定义这些成员函数来实现特定的功能。