C++ 六个默认成员函数 + this指针

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已于 2023-08-15 17:18:47 修改

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分类专栏： C/C++学习文章标签： c++ 开发语言

于 2022-08-11 23:09:08 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/i777777777777777/article/details/126269467

本文详细介绍了C++中的this指针，解释了其概念、作用、示例和注意事项。此外，文章还探讨了C++中的六个默认成员函数——构造函数、析构函数、拷贝构造函数、重载赋值运算符，以及它们的使用场景和编译器默认行为。通过对this指针和默认成员函数的理解，有助于深入掌握C++面向对象编程。

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重载<< >>函数必须定义为全局的，不能定义在类内。

注意点：

五，六重载&运算符函数

this指针

this指针是C++类和对象中的一个关键，后面的运算符重载，以及很多知识都涉及到this指针。

引出：

bool Date::Change(int year, int month, int day) {
    if(CheckDate(year,month,day)) {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
        return true;
    }else{
        return false;
    }
}

如上是一个日期类的修改日期的函数，如果date1 和 date2分别调用此函数，那么这个函数是如何正确修改对应对象的数据成员_year _month _ day的呢？就是因为this指针。

概念：

C++编译器给每个“非静态的成员函数“增加了一个隐藏的指针参数，让该指针指向当前对象(函数运行时调用该函数的对象)，在函数体中所有“成员变量”的操作，都是通过该指针去访问。只不过所有的操作对用户是透明的，即用户不需要来传递，编译器自动完成。

示例：

所以上述示例代码编译器会处理为：

bool Date::Change(Date* const this, int year, int month, int day) {
    if(this->CheckDate(year,month,day)) {
        this->_year = year;
        this->_month = month;
        this->_day = day;
        return true;
    }else{
        return false;
    }
}

而我们的调用语句，编译器会处理为

    Date d1(2022,8,10);
    Date d2(2021,3,1);
    d1.Print(&d1);
    d1.Change(&d1,2022,2,22);
    d2.Change(&d2,2021,1,1);

由上可知，任何一个非静态成员函数，调用时必须由某个类实例化对象调用，而调用后，就会隐式地在第一个参数位置传递这个对象的地址。而形参列表的第一个也是一个隐式的Date* const this。由此才能对某个对象的数据成员进行准确的读写操作！

注意点：

1. 实参和形参部分，不能显式地传递和接收this指针，这是编译器隐式进行的操作。
2. 在函数内可以显式地使用this指针，去调用其数据成员或者成员函数，如果不显式写，在每个数据成员和成员函数前，编译器会隐式处理为this->
3. this指针只能在成员函数内部使用
4. this指针默认为常量指针，也就是this的指向不可以改变。
5. const对象的this指针为const X* const this，代表此this指向的对象的数据不可以被改变，即指向常量对象的常量指针。这就会引出const成员函数等一系列问题。后面再详细说
6. 如果成员函数被定义为const成员函数，则表示此函数不会改变this指向的对象的数据，则this指针变为const X* const this ，而对应第5点，可知，const对象只能调用const成员函数，因为指向常量的this指针如果传递给一个非const成员函数，就属于权限的方法，是非法的。（后面再详细说const成员函数，其实内容并不多）
7. this指针是“成员函数”第一个隐含的指针形参，一般情况由编译器通过ecx寄存器自动传递，不需要用户传递

this指针存储在哪里？

this指针并不存储在对象内部，因为this指针是作为参数传递的，所以在函数栈帧内，也就是栈区。但是这个也不绝对，因为this指针是一个使用频繁的参数，有些编译器会将使用频繁的变量进行优化，将其存储在寄存器中，不过这是属于编译器的优化行为。

一个经典题

class A
{
public:
    void Print()
    {
        printf("%p\n",this);
//        cout<<this<<endl;
        cout<<"Print()"<<endl;
    }
    void PrintA()
    {
        cout<<_a<<endl;
    }
private:
    int _a;
};

 int main()
{
    A* p = nullptr;
    p->Print();
    p->PrintA();
    return 0;
}

问，如果单独运行p->Print(); 和 p->PrintA(); 分别是什么结果？

答： Print()函数会正常运行，因为这里的p虽然是空指针，但是我们调用Print函数时，并没有解引用它，因为函数代码根本不存在对象内，是存储在公共代码区里的，通过指针得知其指向A类型对象，然后到对应的区域调用Print()函数，打印出00000000 和 Print() （这里也会把this指针作为第一个参数隐式传递过去）

PrintA();函数会运行崩溃，因为执行函数内代码cout<<_a<<endl;时，_a为this->_a ，会解引用this指针，因为_a是存储在对象内的。后发觉这是一个空指针，就会崩溃。（这并不是编译时报错，而是运行时）

六个默认成员函数👇

默认成员函数：用户没有显式实现时，编译器自动生成的成员函数称为默认成员函数。

下面介绍六个默认成员函数，默认成员函数即每个类默认都会有的成员函数，它们各自有不同的作用，如果你不显式实现，那么编译器会自动实现一个默认的。分别是：构造函数，析构函数，拷贝构造函数，拷贝赋值运算符重载函数，&运算符重载函数，const版&运算符重载函数。其中前四个为重点，最后两个了解即可。

学习这些函数时，需要针对几个点进行学习
这些函数各自的作用，什么时候调用，编译器默认生成的能够完成什么工作，什么时候需要我们自己实现。暂时想不到其他的了，剩下的就是一些细节的点了

一、构造函数

简介与作用

构造函数的存在的意义是什么呢？比如我们用C语言写一个Stack，那么这个Stack创建出变量/对象之后，要调用Init进行初始化。其实构造函数的作用就是，帮助我们进行更方便地初始化对象。因为每个类实例化对象时，都会由编译器自动调用配对的构造函数，（无论是编译器自己生成的还是我们写的，无论是有参还是无参）这样就保证了对象的初始化工作，并且更加的方便。（一个类如果没有构造函数，则无法创建对象）

所以说，构造函数并不是用来构造/创建对象的，而是初始化对象的！

基本语法与一些规则

1. 构造函数无返回值，函数名与类名相同（不想说了）
2. 构造函数在创建对象时由编译器自动调用，且必须调用一个，无论哪个版本
3. 构造函数可以重载，以适应不同的初始化情形。

默认构造函数

默认构造函数只能有一个，（默认构造函数是不传参时调用的那个构造函数），为了避免歧义，所以只能有一个。

默认构造函数包括：

a、我们不实现任意构造函数时，编译器自动创建的那个

b、我们写的无参构造函数 Date() {}

c、我们实现的，所有参数都有默认值/缺省值的构造函数 Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1) {}

这三个，一个类中只能存在一个。（一旦用户显式定义任何一个构造函数，编译器都不会再生成那个默认构造函数）建议每个类都实现一个默认构造函数，原因暂时略了。

构造函数还有几个需要注意的点，如初始化列表，成员变量声明处的默认值。编译器自动生成的默认构造函数完成了什么工作。

Date类的初步实现，主要关注其中的两个构造函数

class Date
{
public:
    // 我们主动实现的全缺省默认构造函数
    Date(int year = 1, int month = 1, int day =1)
        : _year(year),_month(month),_day(day){
        assert(CheckDate(_year,_month,_day)); // 断言此检查为真，如果为假则报错。
    }
    // 构造函数重载
    Date(int month,int day)
        :_month(month),_day(day) {
        _year = 2022;
    }
    ~Date() = default;
    Date(const Date& d) = default;
    Date& operator=(const Date& d) = default;

    void Print()const;
    static bool CheckDate(int year,int month,int day);
    bool Change(int year,int month, int day);
    static int GetDayOfMonth(int year,int month);  // 这里设置为静态的，主要是因为函数内部没有使用this
private:
    int _year = 1;
    int _month = 1;
    int _day = 1;
};