拷贝构造与运算符重载

说明

以下两篇文章和本篇文章连贯性较强，本文不理解的话可以参考前面的文章，点击下方文字即可跳转对应文章。
类的认识和定义
构造函数和析构函数

1.拷贝构造

<1>概念

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。

<2> 特征

拷贝构造函数也是特殊的成员函数，其特征如下：

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使用引用传参，使用传值方式会引发无穷递归调用
   以日期类说明：

class Date
{
public:
	//构造函数
	Date(int year = 1, int mouth = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_mouth = mouth;
		_day = day;
	}
	//拷贝构造
	Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_mouth = d._mouth;
		_day = d._day;
	}
private:
	int _year;
	int _mouth;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1(2022, 9, 8);	
	Date d2(d1);
	return 0;
}

实现拷贝构造函数时一定要使用引用传参，不然的话就会层层传值引发对象拷贝陷入死循环，最终程序崩溃，如图：

3.若未显示定义，系统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，这种拷贝我们叫做浅拷贝，或者值拷贝。向上述日期类，也可以不用写拷贝构造函数，浅拷贝就足够用了。那么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，我们还需要自己实现吗？答案是肯定的，如下以栈类为例：

class Stack
{
public:
	Stack(int capacity = 4)
	{
		_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
		_top = 0;
		_capacity = capacity;
	}
	~Stack()
	{
		free(_a);
		_top = 0;
		_capacity = 0;
	}
private:
	int* _a;
	int _top;
	int _capacity;
};
int main()
{
	Stack st1;
	Stack st2(st1); 
	return 0;
}

上述程序在运行时程序就会崩溃掉，因为编译器是浅拷贝故st2和st1中_a的地址是一样的，而出了st2的生命周期后会调用析构函数进行资源释放，接着又要调用st1的析构进行资源释放，而因为他们_a地址相同故会对同一地址，进行两次释放，而C中不允许对同一地址进行多次释放，故程序会崩溃掉。
二者地址如图：

总结：
编译器默认生成的拷贝构造函数
1.内置类型完成按字节序的值拷贝（浅拷贝）。
2.自定义类型的成员变量会去调用他的拷贝构造。

2.运算符重载

<1>概念

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。
函数名字为：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)

<2>特征

（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或者枚举类型的操作数
（3）用于内置类型的操作符，其含义不能改变，例如：内置的整型+，不 能改变其含义
（4）作为类成员的重载函数时，其形参看起来比操作数数目少1成员函数的
（5）操作符有一个默认的形参this，限定为第一个形参
（6）.* 、:: 、sizeof 、?: 、. 注意以上5个运算符不能重载。

这里我们拿日期类来举两个例子，如 ==， +=。 这里日期类放在 .h 中声明，下面展示的是 .c 文件

1.获取月天数

int Date::GetMouthDay(int year, int mouth)
{
	int MouthDay[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };
	int day = MouthDay[mouth];
	if (mouth == 2 && (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))
	{
		day += 1;
	}
	return day;
}

2.判断两个日期是否相等

bool Date::operator==(const Date& d)
{
	return _year == d._year
		&& _mouth == d._mouth
		&& _day == d._day;
}

3.Date + day（日期加天数）

Date& Date::operator+=(int day)
{
	_day += day;
	while (_day > GetMouthDay(_year, _mouth))
	{
		_day -= GetMouthDay(_year, _mouth);
		++_mouth;
		if (_mouth == 13)
		{
			_mouth = 1;
			++_year;
		}
	}
	return *this;
}

完整日期类可参考我的码云仓库：日期类实现

总结：
编译器默认生成赋值重载，和拷贝构造类似
1.内置类型完成字节序的值拷贝（浅拷贝）。
2.自定义类型变量成员，会去调用operator=。