【C++】类与对象（二）
文章目录
- 一、默认成员函数
- 二、构造函数
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- 概念
- 特征
- 初始化列表
-
- 引入
- 初始化列表介绍
- 三、析构函数
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- 概念
- 特性
- 四、拷贝构造函数
-
- 概念
- 特性
- 五、运算符重载
- 六、const成员
- 七、取地址及const取地址操作符重载
一、默认成员函数
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。
二、构造函数
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。即构造函数是类进行实例化时自动调用的初始化函数。
特征
- 对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数；
- 函数名与类名相同；
- 无返回值（且不用写void）；
- 构造函数也可以重载；
代码实例：
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;
};
void TestDate()
{
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();
}
- 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。编译器生成默认的构造函数会自动调用自定义类型成员的默认构造函数。
注：
a. 自定义类型：类似struct和class等这种用户自己定义的类型；
b. 内置类型：语言提供的数据类型，如int，char等。另外，所有的指针都是内置类型。
c. 编译器生成默认构造函数不会初始化内置类型（有的编译器会处理），但C++11打了个补丁：支持给内置类型成员变量声明时默认值。
d. 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，（总结：无需传参的构造函数就是默认构造函数）且默认构造函数只能有一个。
代码实例2：
class Time
{
public:
Time()//默认构造函数
{
cout << "Time()" << endl;
_hour = 0;
_minute = 0;
_second = 0;
}
private:
int _hour;
int _minute;
int _second;
};
class Date
{
//这里没写构造函数，编译器将自动生成默认构造函数
private:
// 基本类型(内置类型)
int _year = 1970;
int _month = 1;
int _day = 1;
// 自定义类型
Time _t;
};
int main()
{
Date d;
return 0;
}
以上代码如果Time没有默认构造函数将报错，
没有默认构造函数的情况：写了构造函数但没有无参构造函数、全缺省构造函数的情况。
初始化列表
引入
在创建对象时，编译器通过调用构造函数，给对象中各个成员变量一个合适的初始值。
如：
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
虽然上述构造函数调用之后，对象中已经有了一个初始值，但是不能将其称为对对象中成员变量的初始化，构造函数体中的语句只能将其称为赋初值，而不能称作初始化。因为初始化只能初始化一次，而构造函数体内可以多次赋值。
而对象成员变量的初始化其实是由初始化列表完成
初始化列表介绍
形式：在构造函数形参列表之后和函数体之前。以一个冒号开始，接着是一个以逗号分隔的数据成员列表，每个"成员变量"后面跟一个放在括号中的初始值或表达式。
如：
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)
:_year(year)
,_month(month)
,_day(day)
{
//函数体
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
注意：
- 每个成员变量在初始化列表中只能出现一次(初始化只能初始化一次)
- 类中包含以下成员，必须放在初始化列表位置进行初始化：
a.自定义类型成员(且该类没有默认构造函数时)
b.const成员变量
c.引用成员变量 - 下面给内置类型成员变量声明时默认值，其实也用到了未显式定义的初始化列表
class Date
{
public:
Date( )
{
}
private:
int _year = 1;
int _month = 1;
int _day = 1;
};
int main()
{
Date d;
return 0;
}
- 尽量使用初始化列表初始化，因为不管你是否使用初始化列表，对于自定义类型成员变量，一定会先使用初始化列表初始化。
- 成员变量在类中声明次序就是其在初始化列表中的初始化顺序，与其在初始化列表中的先后次序无关。
如：
class A
{
public:
A(int a)
:_a1(a)
, _a2(_a1)
{}
void Print() {
cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
}
private:
int _a2;
int _a1;
};
int main() {
A aa(1);
aa.Print();
}
结果：输出1 随机值
三、析构函数
概念
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。
特性
- 析构函数名为类名前加个符号~
- 析构函数无参数无返回值（与构造函数一样不带void）
- 对象生命周期结束时自动调用析构函数
- 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
- 编译器生成的默认析构函数，对自定类型成员调用它的默认析构函数
- 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
代码实例：
class Time
{
public:
~Time()
{
cout << "~Time()" << endl;
}
private:
int _hour;
int _minute;
int _second;
};
class Date
{
private:
// 基本类型(内置类型)
int _year = 1970;
int _month = 1;
int _day = 1;
// 自定义类型
Time _t;
};
int main()
{
Date d;
return 0;
}
四、拷贝构造函数
概念
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。
特性
-
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。
-
若无显式定义，编译器将自动形成一个默认的拷贝构造函数。但是自动生成的拷贝构造函数是浅拷贝；如果类需要深拷贝，拷贝构造函数要自己实现
注意：在编译器生成的默认拷贝构造函数中，内置类型是按照字节方式直接拷贝的（浅拷贝），而自定义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的。
浅拷贝：直接按内存存储、按字节序完成拷贝。这种拷贝会使得额外申请的对象拷贝后指向同一块空间。
深拷贝：内存地址是自主分配的，拷贝结束之后俩个对象虽然存的值是一样的，但是内存地址不一样，俩个对象页互相不影响，互不干涉。
- 应用场景：
a.用已经存在的对象创建新对象的时候
b.函数参数为类类型时
c.函数返回值为类类型时
因为后两者会发生临时拷贝，所以会调用拷贝构造；但为了节省深拷贝时的损耗，在传参时可以使用const引用传递
代码实例：
class
{
public:
Date(int year, int minute, int day)
{
cout << "Date(int,int,int):" << this << endl;
}
Date(const Date& d)
{
cout << "Date(const Date& d):" << this << endl;
}
~Date()
{
cout << "~Date():" << this << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
Date Test(Date d)//形参传递时拷贝构造
{
Date temp(d);
return temp;//值返回拷贝构造
}
int main()
{
Date d1(2022, 1, 13);
Test(d1);
Date d2 = d1;//拷贝构造
Date d3(d1);//拷贝构造
return 0;
}
五、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)
例：
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{
return d1._year == d2._year
&& d1._month == d2._month
&& d1._day == d2._day;
}
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。这个经常在笔试选择题中出现。
赋值运算符的应用场景：[日期类的实现]
六、const成员
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。
请思考下面的几个问题：
- const对象可以调用非const成员函数吗？不能
- 非const对象可以调用const成员函数吗？能
- const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗？不能
- 非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗？能
只要记住权限可以缩小不能放大，就可以解决此类问题。
七、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！