类与对象---砥柱篇1（c++）
文章目录
- 01 构造函数
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- 01.1 概念
- 01.2 特性
- 02. 析构函数
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- 02.1 概念
- 02.2 特性
- 03. 拷贝构造函数
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- 03.1 概念
- 03.2 特性
- 04. 赋值运算符重载
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- 04.1 运算符重载
- 04.2 赋值运算符重载
01 构造函数
01.1 概念
构造函数是一个特殊的成员函数，名字与类名相同,创建类类型对象时由编译器自动调用，以保证每个数据成员都有 一个合适的初始值，并且在对象整个生命周期内只调用一次。
01.2 特性
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。
.
其特征如下：
- 函数名与类名相同。
- 无返回值。
- 对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。
- 构造函数可以重载
构造函数可以重载在这其中可以分为两种。
// 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;
}
验证
代码
class Date
{
public:
// 1.无参构造函数
Date()
{
_year = 0;
_month = 0;
_day = 0;
}
// 2.带参构造函数
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1; // 调用无参构造函数
d1.Print();
Date d2(2022, 7, 5); // 调用带参构造函数
d2.Print();
return 0;
}
注意： 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
.
.
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,真的吗？
说到这里就该提到补丁了
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。
例如：class Date
{
private:
// 基本类型(内置类型)
int _year = 1970;
int _month = 1; //这是声明，不是定义。
int _day = 1;
};
言归正传：
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。
例如：
int/char…，自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型。
看下面一段代码，再来回答默认构造函数是否有用这个问题。
class Time
{
public:
Time()
{
_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;
int _month=7;
int _day=23;
// 自定义类型
Time _t;
};
int main()
{
Date d1;
return 0;
}
通过上面的程序，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。
实操展示：
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
02. 析构函数
02.1 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。
02.2 特性
析构函数是特殊的成员函数，其特征如下：
- 析构函数名是在类名前加上字符 ~。
- 无参数无返回值类型。
- 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。
- 对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数。
析构函数：事例
~Time()
{}
注意：
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（日期类）；有资源申请时，一定要写，否则会造成资源泄漏，比如Stack类（栈）。
03. 拷贝构造函数
03.1 概念
我们可以与现实生活中的双胞胎所联系。
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。
03.2 特性
拷贝构造函数也是特殊的成员函数，其特征如下：
- 拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。
- 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，因为会引发 无穷递归调用。
正确写法：
Date(const Date& d) //&： 引用
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
错误写法：
Date(const Date d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
错误写法它会无限递归，我们先看正确写法的实操：
代码如下：
class Date
{
public:
Date(int year = 2022, int month = 7, int day = 23)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
Date(const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
cout << "d1: ";
Date d1;
d1.Print();
cout << "d2: ";
Date d2(2022, 7, 5);
d2.Print();
cout << "d3: ";
Date d3(d2);
d3.Print();
return 0;
}
注意：
Date d3(d2) 可以写成 Date d3 = d2;
传值引发的错误示意图：
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。
先看下面程序会发生什么？
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;
}
没错 程序会崩。这里就需要深拷贝去解决它，我们这里先不说。
原因：
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，会导致堆上开辟的空间，二次释放（free）
示意图：
04. 赋值运算符重载
04.1 运算符重载
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)
注意：不能通过连接其他符号来创建新的操作符：
比如operator@
重载操作符必须有一个类类型参数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
.* :: sizeof ?: . 注意以上5个运算符不能重载。
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。
全局的operator
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{
return d1._year == d2._year
&& d1._month == d2._month
&& d1._day == d2._day;
}
把上面的直接放入类内部会直接报错，因为成员函数有个隐含指针this指针。
成为成员函数
bool operator==(const Date& d3)
{
return _year == d3._year
&& _month == d3._month
&& _day == d3._day;
}
实操：
实操程序：
class Date
{
public:
Date(int year = 2022, int month = 7, int day = 23)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
bool operator==(const Date& d3)
{
return _year == d3._year
&& _month == d3._month
&& _day == d3._day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{;
Date d1;
Date d2(2022, 7, 5);
cout << (d1 == d2) << endl; //d1==d2实际是opertor==(d1, d2)
return 0;
}
04.2 赋值运算符重载
- 赋值运算符重载格式
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 ：要复合连续赋值的含义
赋值写法-成员函数：
Date& operator=(const Date& d)
{
if (this != &d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
return *this;
}
看到这里了，如果成员变量权限变为公有，会怎么样？
其实会编译失败。
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
如以下程序：
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;
}
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。