C++之类和对象（中）
目录
默认成员函数
构造函数
构造函数的定义
构造函数的性质
默认的构造函数
编译器自动生成的构造函数的作用
析构函数
析构函数的定义
析构函数的性质
编译器自动生成的析构函数的作用
拷贝构造函数
拷贝构造函数的性质
编译器生成的拷贝构造函数的作用
运算符重载
运算符重载的定义
赋值运算符重载
编译器生成的赋值运算符重载
const成员
总结
默认成员函数
我们知道，类中我们可以定义类的成员函数，但是当我们一个成员函数都不定义时，难道类中就没有成员函数吗？当然不是，当我们不定义成员函数时，编译器会默认生成六个成员函数，我们本期主要讲解C++中的默认成员函数。
构造函数
什么是构造函数呢？
在之前学习栈这个数据结构对栈进行相关操作时，我们会对栈进行初始化，这里的初始化操作我们可以理解为构造函数所起的作用。我们依然通过日期类为大家讲解。
构造函数的定义
构造函数：构造函数是一个特殊的成员函数，在实例化对象时编译器自动调用构造函数，并且整个过程只调用一次，构造函数主要是用于对对象的成员变量进行初始化。
构造函数的性质
先看如下代码：
class Date
{
private:
int _year;
int _month;
int _day;
public:
//无参的构造函数
Date()
{
_year = 2023;
_month = 11;
_day = 18;
}
//全缺省的构造函数
Date(int year=2023,int month=11,int day=18)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//编译器生成的默认构造函数
void PrintInfo()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
};1.构造函数没有函数名称
参考上述代码
2.构造函数没有返回值
参考上述代码
3.创建对象时，编译器会自动调用构造函数对对象进行初始化。
4.构造函数可以重载
上述代码中的有参数的构造函数和无参数的构造函数满足函数重载
默认的构造函数
什么是默认的构造函数呢？我们直接给出定义，默认的构造函数就是不用参数就可以调用的构造函数，默认的构造函数总共有三种：
1.没有参数的构造函数
Date()
{
_year = 2023;
_month = 11;
_day = 18;
}2.全缺省的构造函数
Date(int year=2023,int month=11,int day=18)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}3.当我们自己没有写构造函数时，编译器会自动生构造函数，我们一旦写了构造函数，编译器就不会自动生成构造函数。编译器自动生成的构造函数也是默认构造函数。
编译器自动生成的构造函数的作用
1.对内置类型的成员变量，不做任何处理；
2.对自定义类型的成员变量，会调用它们的默认构造函数进行初始化操作，如果自定义类型没有默认构造函数，编译器就会报错。
析构函数
什么是析构函数呢?
同样回到栈的操作，栈在使用完之后，为了避免内存泄漏，我们会对栈的资源进行清理（释放指针，指针置空），比如动态开辟的空间的释放。析构函数也是类似的功能，主要完成对对象相关资源的清理。
析构函数的定义
析构函数：析构函数是一类特殊的成员函数，在对像销毁时编译器自动调用析构函数，完成对对象资源的清理工作。
析构函数的性质
我们用C++实现栈的代码为大家一一解释：
class Stack
{
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
public:
//构造函数,栈的初始化
Stack(int top = 0,int capacity = 4)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
if (_a == nullptr)
{
cout <<"malloc fail" << endl;
exit(-1);
}
_top = top;
_capacity = capacity;
}
//析构函数，栈资源的清理
~Stack()
{
free(_a);
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
};
1.析构函数无参数无返回值。
参考上述代码
2.析构函数函数名为~函数名。
参考上述代码
3.一个类只有一个析构函数，若没有显示定义，编译器会自动生成一个析构函数。
4.与构造函数相反，在对象销毁时，编译器会自动调用析构函数，完成对象相关资源的清理工作。
编译器自动生成的析构函数的作用
1.对于内置类型成员变量不做处理
2.对于自定义类型成员变量会去调用自定义类型的析构函数，完成对对象资源的清理工作。
注意：并不是所有的类都需要析构函数，当我们自定义类型的操作关系到堆区资源的开辟时，为了防止内存泄漏，我们一般会用到析构函数，但是之前的日期类，因为没有牵扯堆区资源的开辟，所以用不到析构函数。
拷贝构造函数
什么是拷贝构造函数呢？
引用生活中的例子，可以理解为你在学校时，抄写其它同学的作业。在类和对象中，拷贝构造函数就是用一个已经存在的对象，对一个新创建的对象进行赋值操作。
拷贝构造函数的性质
我们通过日期类和栈类为大家一一讲解，先来看如下代码：
class Stack
{
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
public:
//构造函数,栈的初始化
Stack(int top = 0,int capacity = 4)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
if (_a == nullptr)
{
cout <<"malloc fail" << endl;
exit(-1);
}
_top = top;
_capacity = capacity;
}
//析构函数，栈资源的清理
~Stack()
{
free(_a);
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
};
class Date
{
private:
int _year;
int _month;
int _day;
public:
//无参的构造函数
Date()
{
_year = 2023;
_month = 11;
_day = 18;
}
//全缺省的构造函数
Date(int year = 2023, int month = 11, int day = 18)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//编译器生成的默认构造函数
void PrintInfo()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
//拷贝构造函数
Date(const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
};
int main()
{
Date d1(2023, 11, 20);
Date d2(d1);
d2.PrintInfo();
Stack s1(0, 8);
Stack s2(s1);
return 0;
}
1.拷贝构造函数的形参只有一个，且必须使用引用传参（且应该为const引用，使用const引用是为了防止实参被修改，不能你抄了我的作业我的作业也被你改了），如果使用值传参，会导致无限递归导致栈溢出。参考上述代码
2.拷贝构造函数也是一个特殊的成员函数，是构造函数的一种。
3.当我们没有显示生成拷贝构造函数时，编译器会自动生成拷贝构造函数。
编译器生成的拷贝构造函数的作用
1.对于内置类型的成员变量进行字节拷贝（浅拷贝）。
2.对于自定义类型的成员变量会去调用自定义类型的拷贝构造函数。
注意：编译器生成的拷贝构造函数也得看使用场景。
比如日期类，我们可以直接使用编译器生成的拷贝构造函数进行字节拷贝，因为日期类没有在堆上动态开辟空间，不用调用析构函数。
对于栈这个类而言，我们则不能直接使用编译器生成的拷贝构造函数。我们知道，栈的空间我们是需要动态开辟的，既然动态开辟了空间，最终对象销毁时，就要调用析构函数进行对象资源的释放，但是如果我们使用了编译器生成的拷贝构造函数进行了字节拷贝，那么就会导致两个指针变量的值相同，都指向了同一块空间，我们知道，在释放空间时，一块空间是不能被释放两次的，如果释放两次就会出错，所以我们不能使用编译器生成的拷贝构造函数，我们得自己写拷贝构造函数（我们称之为深拷贝，后续会为大家讲解）。
何为深拷贝？何为浅拷贝？
就通过栈这个类而言，如果我们采用了浅拷贝，浅拷贝就是字节拷贝，就会导致两个指针指向了同一块空间，释放就会出错。深拷贝就是我们动态开辟了一块与原对象大小相同的空间，这块空间是在堆上开辟的，然后两个指针就指向了不用的两块空间，然后在新空间中，然后对其他的成员变量再进行拷贝赋值，这样就不会在调用析构函数时出错，这些都只是浅浅的阐述了一下，具体的深拷贝我们会在后面为大家仔细讲解。
运算符重载
什么是运算符重载呢？
大家先思考一个问题，我们一般在进行加法的运算时，通常是两个数字进行相加，加法操作符的两个操作数都是对于编译器中的内置类型而言的，怎样对自定义类型之间通过操作符进行操作呢？比如两个日期来比较大小，两个日期来进行相减，编译器是不支持自定义类型之间进行这些操作的，因此我们要用到运算符重载来让编译器支持这些类似的操作。
运算符重载的定义
为了增加代码的可读性，C++引入了一种新的函数，我们称之为运算符重载，这种新的函数与普通的函数类似，有函数返回类型，函数名称，形参列表，不过其函数名比较特殊，通常由operator+操作符组成，这个操作符就是我们重载的操作符。比如：operator>,operator-
运算符重载的函数原型为：函数返回值类型 operator操作符(参数列表)
注意：1.函数返回值类型应该视情况而定，比如两个日期类相减，函数的返回值就应该是天数，应该为整型，两个提日期类比较大小，函数的返回值类型就应该是bool类型。
2.我们不能随意的对运算付进行重载，只能对普遍认知的运算符进行重载，+，=，>等等诸如此类的操作符进行重载，不能对@，￥一些冷门操作符进行重载。
3.运算符重载只能对自定义类型进行重载，不能对内置类型进行重载。
4.运算符重载作为类成员函数时，含有一个默认的形参，为this指针。
5..* 、:: 、sizeof 、?: 、. 注意以上5个运算符不能重载。
我们给出日期类中，两个日期类比较大小的运算符重载。
class Date {
private:
int _year;
int _month;
int _day;
public:
Date(int year = 2023,int month=11,int day=30)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
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;
}
}
};赋值运算符重载
代码如下：
Date& operator=(const Date& d)
{
//赋值运算符重载不能自己给自己赋值，所以需要判断
if (this != &d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
return *this;
}赋值运算符重载和拷贝构造函数的区别：
拷贝构造函数是用一个已经存在的对象初始化一个刚刚创建的对象；
赋值运算符重载是两个已经存在的对象之间进行赋值操作。
注意：1.赋值运算符重载的返回类型是对象的引用，对象在赋值重载整个栈帧创建和销毁的整个周期中都没有销毁，且引用可以减少对象的拷贝。
2.一定要检测自己是否给自己赋值。
3.我们没有显示定义赋值运算符重载，编译器会默认生成一个赋值运算符重载。
编译器生成的赋值运算符重载
编译器生成的赋值运算符重载和编译器生成的拷贝构造函数类似：
1.对于内置类型成员变量，完成字节序的值拷贝（浅拷贝）。
2.对于自定义类型的成员变量，会去调用自定义类型的赋值运算符重载。
const成员
什么是 const成员呢？我们通过一段代码为大家讲解：
class Date
{
private:
int _year;
int _month;
int _day;
void Print()
{
cout << _year << _month << _day << endl;
}
void Print()const //可以理解为const Date*const this，this指针被两个const修饰
{
cout << _year << _month << _day << endl;
}
};
int main()
{
Date d1;
const Date d2;
return 0;
}我们在C++基础我们讲解了权限的相关概念，我们知道，权限的放大是不允许的，权限不变和权限缩小是允许的。在类和对象上期，我们学习了this指针，我们知道this指针的类型是类名*const this，也就意味着this指针的指向是不可修改的，但是this指针指向的对象是可以修改的，但是上述代码中我们创建了const对象d2，也就意味着d2是不可以被修改的，也就意味着d2对象不能调用一般的的成员函数，得去调用const函数。常规的对象和const对象都可以调用const函数，因为分别是权限的缩小和权限不变，这是允许的。
总结
本期主要学写了C++中的四个重要的默认成员函数，默认成员函数就是我们不写，编译器会默认生成的成员函数。
这个四个默认成员函数我们可以分两类记忆：
1.我们不写编译器生成的构造函数和析构函数，对内置类型不做处理，对自定义类型会去调用其默构造或者析构。
2.我们不写编译器生成的拷贝构造函数和赋值运算符重载，对于内置类型进行字节序的值拷贝（浅拷贝），对于自定义类型调用它们的拷贝构造函数或赋值运算符重载。
好了，本期的内容就是这些，本期内容到此结束^_^