类与对象整理（中）

目录

1. 类的6个默认成员函数

2. 构造函数

1） 概念

        2）特性

3. 析构函数

        1 ）概念

2） 特性

4. 拷贝构造函数

        1 ）概念

2）特性

5. 赋值运算符重载

1） 运算符重载

2） 赋值运算符重载

3 ）前置++和后置++重载

4）流插入<<和流提取>>重载

6. const成员函数

7. 取地址及const取地址操作符重载

---

 

1. 类的6个默认成员函数

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。
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

class Date {};

2. 构造函数

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。

	Date(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	
	int _year;
	int _month;
	int _day;

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：
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。

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
	// 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();
}

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。

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

int main()
{
	Date d1; //报错，没有可以调用的构造函数
}

6. 编译器生成的默认成员函数，只会对自定义类型进行处理，而内置类型不做处理。对自定义类型进行处理是指对自定类型成员调用的它的默认构造函数。
注：C++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。

class Date {
public:
	void print()
	{
		cout << _year << " " << _month << " " << _day << endl;
	}
	// 1.无参构造函数
	Date()
	{}
	
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

 编译器生成的默认成员函数，对内置类型不做处理，所以d1就全都为随机值。

注意：C++11 中针对内置类型成员不初始化的缺陷，提出了解决方法，即：内置类型成员变量在
类中声明时可以给默认值，这样就可以对内置类型处理。但如果在声明时给了默认值且同时给了构造函数初始化内置类型，则最后赋值为自己给的构造函数里给的值。

 7. 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。

Date()
{
_year = 1900;
_month = 1;
_day = 1;
}
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//报错，调用时不知道该选择哪个

3. 析构函数

1 ）概念

通过前面构造函数的学习，我们知道一个对象是怎么来的，那一个对象又是怎么没呢的？
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。

2） 特性

析构函数是特殊的成员函数，其特征如下：
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
5. 编译器自动生成的析构函数，对自定类型成员调用它的析构函数
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，比如Stack类。

4. 拷贝构造函数

1 ）概念

拷贝构造函数是一种特殊的构造函数，它在创建对象时，可以创建出与传入实参对象一样的对象。拷贝构造函数通常用于：

a 通过使用另一个同类型的对象来初始化新创建的对象。

b 复制对象把它作为参数传递给函数。做参数时需要拷贝传递。

c 复制对象，并从函数返回这个对象。做返回值时需要拷贝传递。

一般形式： 

classname (const classname &obj) 
{ 
    // 构造函数的主体 
}

 如果在类中没有定义拷贝构造函数，编译器会自行定义一个。而编译器自行生成的只会进行浅拷贝。

如果类带有指针变量，并有动态内存分配，如果只进行浅拷贝会有问题，则它必须有一个自定义拷贝构造函数进行深拷贝。

2）特性

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。

 前提：由于上述的深浅拷贝问题，系统中对于对象作为参数传递时系统不会单纯的进行浅拷贝而是会调用这个对象的拷贝构造函数来传递参数。

 3.

Date d1(d);   Date d2=d1;  两个都是调用拷贝构造。

4.编译器自动生成的拷贝构造会对内置类型进行拷贝处理，自定义类型会调用自定义类型的拷贝构造。

5. 赋值运算符重载

1） 运算符重载

我们都知道，1+2,3==3，等等是能有具体意义的，是因为他们是内置类型的操作符运算。但是我们的自定义对象也可能需要进行相关加减赋值等操作，但是我们直接进行对自定义对象进行运算符操作时这样的行为是无定义的。

比如，对于Date类，要实现以下操作，我们就该实现运算符重载

Date d1(2001,22,10);
Date d2(2001,22,1);
d1==d2;
d1

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)

​
bool operator==(参数列表)
{
    //主体
}
bool operator！=(参数列表)
{
    //主体
}

​

注意：
1.不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@，@本身就不是操作符。
2.重载操作符必须有一个自定义类型参数
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

4.调用时左操作数被传递给第一个参数，右操作数被传递给第二个参数

5.以==为例：

重载==运算符，可以使它成为类里面成员函数或者全局函数。

// 1.全局的operator==
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;
};
// 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
// 想保证封装性，可以用友元函数解决，或者重载成成员函数。
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{
    return d1._year == d2._year
    && d1._month == d2._month
    && d1._day == d2._day;
}

//2.类里面的operator==
class Date
{
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}

//这里需要注意的是，左操作数是this，指向调用函数的对象  
bool operator==(const Date& d2)
{
    return _year == d2._year;
    && _month == d2._month
    && _day == d2._day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};

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     ?:       .       //以上5个运算符不能重载。

2） 赋值运算符重载

a. 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

class Date
{
public :
Date& operator=(const Date& d)
{
    if(this != &d)
    {
    _year = d._year;
    _month = d._month;
    _day = d._day;
    }
    return *this;
}
private:
int _year ;
int _month ;
int _day ;
};

b. 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

// 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;
}
// 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。

 c. 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。

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。因为编译器实现的只是浅拷贝。

d.Date d1=d2;是拷贝构造而不是赋值重载，赋值重载涉及两个已经存在的对象。

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
	Date& operator++()
	{
		_day += 1;
		return *this;
	}
	// 后置++：先使用后+1，因此需要返回+1之前的旧值，然后给this + 1
	// 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
		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;
}

4）流插入<<和流提取>>重载

C++ 在输出内容时，最常用的方式：

​std::cout <<"hello"<

实际上，cout 是在 iostream 头文件中定义的 ostream 类的对象。在 ostream 类对 "<<" 进行了重载，可以直接用<<进行打印内置类型和已经重载的自定义类型。如果我们想实现可以直接用<<打印自己的自定义类型则需要自己重载。

第一种：在类里面重载，第一个参数只能是this指针，使用时对象只能放左边。

//流插入和流提取
    ostream& operator<<(ostream cout)
    {
        cout << this->_year << "年" << this->_month << "月" << this->_day << endl;
        return cout;
    }
    istream& operator>>(istream cin)
    {
        cin >> this->_year  >> this->_month >> this->_day ;
        return cin;
    }
//调用：
d1<>cin;

第二种：在全局重载，设置第一个参数为cin/cout，第二个参数为对象。

//流插入和流提取
	ostream& operator<<(ostream cout,Date& d)
	{
		cout << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << endl;
		return cout;
	}
	istream& operator>>(istream cin, Date& d)
	{
		cin >> d._year >> d._month >> d._day ;
		return cin;
	}
//但是此时会报错，因为数据无法直接访问。

 这时可以使用友元函数或者给类配置获取变量的函数。

6. const成员函数

如果用const修饰的对象调用一般的成员函数是会报错的，因为该对象传给的参数this指针不是const修饰的，属于权限的放大，所以无法传参。要想继续调用，需要在this前加const。

又因为this指针是编译器自动传递的参数，我们无法直接加const，所以我们可以在对应的成员函数加上const，这样编译器自动会给this加上const。

我们将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。
 

7. 取地址及const取地址操作符重载

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 Date
{
public :
Date* operator&()
{
return this ;

}
const Date* operator&()const
{
return this ;
}
private :
int _year ; // 年
int _month ; // 月
int _day ; // 日
};

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！