C++拷贝复制

上篇构造函数和析构函数：C++初始化和清理_三分芝士的博客-CSDN博客

目录

一.拷贝构造函数

二.运算符重载

 三.赋值重载

四.日期类相关的运算符重载 

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一.拷贝构造函数

作用：对一个已存在对象的拷贝

特征：

        ①拷贝构造函数是构造函数的重载形式

        ②拷贝构造的参数只有一个且必须是类类型对象的引用

        我们依然用内置类型日期类介绍

    //日期类
    class Date
    {
    public:
    
    private:
    	int _year;
    	int _month;
     	int _day;
    };

        根据特性我们写出它的拷贝构造函数：

	Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}

在Date类型后面加&的作用：

        防止递归调用，如果不加 & 会引发无穷递归。

原因：

        在我们调用拷贝构造函数之前会传值，假如现在我们是

Date d2(d1);

//现在调用拷贝构造函数
Date (Date d)
//我们传了个 d1的形参
//此时就变成Date (Date d1)又是一个拷贝构造
//此时再去传 d1 又会变成如上形式，一直递归下去 

        对于拷贝拷贝构造的使用，是在创建新对象时对已存在的对象的去进行拷贝，意思是原来必须存在一个对象，若想使用拷贝构造，必须在创建新对象时使用，使用如下：

Date d1;
Date d2(d1);//拷贝d1

        此时如果我们不写日期类的拷贝构造函数，发现如下：

  

总结：

        对于日期类，可以不用写构造函数，也可满足需求

        对于自定义类型队列介绍：

class Stack
{
public:
	Stack(int capacity = 4)
	{
		_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
		if (_a == nullptr)
		{
			perror("malloc fail");
			exit(-1);
		}
		_top = 0;
		_capacity = capacity;
	}
	~Stack()
	{
		free(_a);
		_a = nullptr;
		_top = _capacity = 0;
	}
private:
	int* _a;
	int _top;
	int _capacity;
};
int main()
{
	Stack st1;
	Stack st2(st1);
	return 0;
}

        我们来观察下当我们不写栈类的构造函数时，看看能否完成拷贝。发现结果如下：

         当我们调试时会发现 st1 和 st2 指向的同一个空间，说明同一个空间相当于被析构了两次

解决办法：

        给对于栈这种类型，拷贝时我们需要去给它另外开辟同一个大小的空间，并将原空间上的数据复制到新开辟的空间，就可完成以上工作

        栈的拷贝构造函数如下

Stack(const Stack& d)
{
	_a = (int*)malloc(sizeof(int) * d._capacity);
	if (_a == nullptr)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	memcpy(_a, d._a, sizeof(int) * d._top);
	_top = d._top;
	_capacity = d._capacity;
}

 运行结果如下：

总结：

        对于像栈这种类的，编译器默认生成的拷贝构造不能满足我们的需求，它是指向同一块空间。此时需要我们自己手动写一个构造函数，对于日期类的，编译器默认生成的构造函数就够用，就可以不用写。

        默认生成的拷贝构造函数对内置类型按字节拷贝，自定义类型是调用它的拷贝构造。如果自定义的用默认生成的拷贝只能浅拷贝，对于需要析构的函数，需要深拷贝

拷贝构造的使用场景：

        ①使用已存在对象创建新对象

        ②函数参数类型为类类型对象

        ③函数返回值类型为类类型对象

二.运算符重载

        C++为了增强代码的可读性引入了运算符重载，运算符重载可实现让对象使用我们运算符，即可得出两个对象的之间关系。也同样具有返回类型。

函数名的名字：关键字 operator + 需要重载的运算符。如：operator+

函数原型：返回值类型一般根据重载运算符的结果来看。

注意：

①用于运算符重载的运算符不能改变其原来的意义，如 + 、- 之类的

②对于类成员的函数重载时，其形参数目比原操作符操作数的数目少1，因为成员函数的第一个形参为隐藏的 this 指针

③ .*        ::        sizeof        ?:        .   这些操作符不能重载 

写一个相等的函数重载： 

class Date
{
public:
	Date(int year = 2001, int month = 10, int day = 29)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

//如果写成全局的，那么Date的成员变量就是共有的才能满足如下的函数重载。
//因此我们可以将函数重载写成类的成员函数，当然也可用友元函数来解决
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{
	return d1._year == d2._year
		&& d1._month == d2._month
		&& d1._day == d2._day;
}

 三.赋值重载

        在我们日常赋值时，我们既可以连续赋值，也可单个赋值，因此我们写一个赋值重载时，同样需要满足上面的需求，对于连续赋值如： a = b = 3 的形式， 我们一般是返回 b 再去 赋值给 a，因此我们需要返回值。

对于日期类的赋值重载

//使用引用可以提高传递效率
Date& operator=(const Date& d)
{
	_year = d._year;
	_month = d._month;
	_day = d._day;
	return *this;
}

         如果我们不写赋值重载，看看编译器是如何处理的。编译器默认生成的也满足我们的需求。

         但是同样我们拿栈的做一下对比，会发现错误信息和上述中构造函数同一个空间析构两次的例子一样，那么我们该如何去写栈类型的赋值重载，我们知道我们需要开辟不同的空间，对于原来的两个不同初始化的对象，我们需要将被赋值的对象更改的给值对象一样大，如果直接上来就开辟一个一样的空间的话会造成内存泄漏(原来的空间并没释放)  因此我们需要将原来的空间释放后，再去一样大小的空间即可满足。

    Stack& operator=(const Stack& st)
	{
		cout << "	Stack& operator=(const Stack& st)" << endl;
        
        //防止类似：st1 = st1 这种的话自己赋值给自己会让_a为随机值
        //因为我们一上来就free掉了原来的指向
		if (this != &st)
		{
            //free掉原来所指向的空间，防止内存泄漏
			free(_a);

            //开辟同样大小的空间
			_a = (int*)malloc(sizeof(int)*st._capacity);
			if (_a == nullptr)
			{
				perror("malloc fail");
				exit(-1);
			}

            //赋值
			memcpy(_a, st._a, sizeof(int)*st._top);
			_top = st._top;
			_capacity = st._capacity;
		}

		return *this;
	}

结论：

        赋值重载和拷贝构造有着相似的属性，一般对于内置类型不写，编译器默认生成的就够用，而对于我们栈这种自定义类型的，我们需要自己写。

        赋值重载：已经存在的两个对象的互相拷贝；

        拷贝构造：正在创建的新对象时拷贝；

四.日期类相关的运算符重载 

class Date
{
public:

	int GetMonthDay(int year, int month)
	{
		static int day[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };
		if (month == 2 && ((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0)) || (year % 400 == 0))
		{
			return 29;
		}
		else
		{
			return day[month];
		}
	}

	Date(int year = 1, 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;
	}

	// 赋值运算符重载
	// d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)
	Date& operator=(const Date& d)
	{
		if (this != &d)
		{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
		}
		return *this;
	}

	// 日期+=天数
	Date& operator+=(int day)
	{
		_day += day;
		while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
		{
			_day -= GetMonthDay(_year, _month);
			_month++;
			if (_month == 13)
			{
				_year++;
				_month = 1;
			}
		}
		return *this;
	}

	// 日期+天数
	Date operator+(int day)
	{
		Date ret(*this);
		ret += day;
		return ret;
	}

	// 日期-天数
	Date operator-(int day)
	{
		Date ret(*this);
		ret -= day;
		return ret;
	}

	// 日期-=天数
	Date& operator-=(int day)
	{
		_day -= day;
		while (_day <= 0)
		{
			--_month;
			if (_month == 0)
			{
				--_year;
				_month = 12;
			}
			_day += GetMonthDay(_year, _month);
		}
		return *this;
	}

	// 前置++
	Date& operator++()
	{
		*this += 1;
		return *this;
	}

	// 后置++
	Date operator++(int)
	{
		Date ret(*this);
		ret += 1;
		return *this;
	}

	// 后置--
	Date operator--(int)
	{
		Date ret(*this);
		ret -= 1;
		return *this;
	}

	// 前置--
	Date& operator--()
	{
		*this -= 1;
		return *this;
	}

	// >运算符重载
	bool operator>(const Date& d)
	{
		if (_year > d._year)
		{
			return true;
		}
		else if (_year == d._year && _month > d._month)
		{
			return true;
		}
		else if(_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day)
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}

	// ==运算符重载
	bool operator==(const Date& d)
	{
		return ((_year == d._year) && (_month == d._month) && (_day == d._day));
	}

	// >=运算符重载
	bool operator >= (const Date& d)
	{
		return (*this > d) || (*this == d);
	}

	// <运算符重载
	bool operator < (const Date& d)
	{
		return !(*this >= d);
	}

	// <=运算符重载
	bool operator <= (const Date& d)
	{
		return !(*this > d);
	}

	// !=运算符重载
	bool operator != (const Date& d)
	{
		return !(*this == d);
	}

	// 日期-日期 返回天数
	int operator-(const Date& d)
	{
		Date max = *this;
		Date min = d;
		int flag = 1;
		if (*this < d)
		{
			max = d;
			min = *this;
			flag = -1;
		}
		int n = 0;
		while (min != max)
		{
			++min;
			++n;
		}

		return n * flag;
	}

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