重生之我要学C++第四天

这篇文章的主要内容是类的默认成员函数。如果对大家有用的话,希望大家三连支持,博主会继续努力!

目录

一.类的默认成员函数

二.构造函数

三.析构函数

四.拷贝构造函数

五.运算符重载


一.类的默认成员函数

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。

二.构造函数

定义: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。
特性:

  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。
  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。
  6. 编译器生成的默认构造函数对内置类型不会处理,但会调用自定义类型的默认构造函数。
  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。

延伸总结:

三.析构函数

定义: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
特征

  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. 编译器生成的默认析构函数,对自定义类型成员调用它的析构函数。对内置类型不做处理。内置类型出栈帧自动销毁。
  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。
    延伸总结:析构函数的作用就是在对象生命周期结束时 释放对象内手动申请的资源空间,只不过自动调用,比C语言方便。析构函数的调用顺序类似栈这种数据结构,后创建先析构。

四.拷贝构造函数

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。(传值拷贝自动调用)

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。
  3. 若未显式定义,编译器会生成默认的拷贝构造函数。默认拷贝构造: 内置类型是按照字节方式直接浅拷贝。对自定义类型会调用自定义类型的拷贝构造函数。
    4. 类中如果没有涉及资源申请时,拷贝构造函数是否写都可以;一旦涉及到资源申请 时,则拷贝构造函数是一定要写的,否则就是浅拷贝。
  4. 拷贝构造函数典型调用场景:使用已存在对象创建新对象,函数参数类型为类类型对象,函数返回值类型为类类型对象。
    延伸总结:自定义类型传值传参必须调用拷贝构造。默认拷贝构造对内置类型浅拷贝(有malloc的空间需要手动写拷贝构造!没有就不用写),自定义类型调用自定义类型的拷贝构造。
    在如下场景:
cpp 复制代码
#include<iostream>
using namespace std;
class Stack
{
public:
	Stack(int N=0)//构造函数
	{
		arr = (int*)malloc(sizeof(int) * N);
		top = capcity = 0;
	}
	~Stack()//析构函数
	{
		free(arr);
		arr = nullptr;
		top = capcity = 0;
	}
private:
	int* arr;
	int top;
	int capcity;
};
int main()
{
	Stack s1(4);
	Stack s2 = s1;//传值拷贝
	return 0;
}

使用传值拷贝,但栈类有资源申请(malloc),但没写拷贝构造,系统默认拷贝构造只会对内置类型浅拷贝,s1和s2的arr值就相同,指向同一块堆空间。这就是默认拷贝构造的浅拷贝。

当程序结束时,先自动调用s2的析构函数,将arr指向的堆空间释放,再调用s1的析构函数,arr指向的堆空间再次释放,访问了野指针,程序就会崩溃。所以有资源申请的类一定要写拷贝构造函数,否则在程序结束时会调用两次析构函数,free两次同一块堆空间,程序崩溃。

要解决上述问题,需要手写拷贝构造函数完成深拷贝:

cpp 复制代码
Stack(Stack& s)
{
	s.arr = (int*)malloc(sizeof(int) * capcity);
	s.capcity = capcity;
	s.top = top;
}

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。
运算符重载函数: 返回类型 + operator +要重载的操作符(参数列表)
注意:
1.不能通过连接其他符号来创建新的操作符:比如operator@
2.重载操作符必须有一个类类型参数。
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.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指针。
5. .* :: sizeof ?: . 注意以上5 个运算符不能重载。

接下来举例示范一下比较运算符重载和赋值运算符重载。

如下代码

cpp 复制代码
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)//构造函数
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	
};
int main()
{
	Date d1(2022, 9, 24);
	Date d2(2022, 3, 27);
	if (d1 > d2)
	{
		cout << "d1这个日期更大" << endl;
	}
	return 0;
}

这里会编译错误,因为d1,d2两个对象无法用>号比较大小,肉眼可见d1更大。那么如何比较大小呢?

我们可以在类中定义函数

cpp 复制代码
bool compare(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;
	}

通过

cpp 复制代码
d1.compare(d2)==true;//判断出d1大

但是这中方法代码的可读性差,不能直观感受出d1,d2的大小。

C++的运算符重载就应运而生了。在类中定义函数

cpp 复制代码
bool operator>(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;
	}

通过运算符重载,以下表达式就能表达出d1大于d2

cpp 复制代码
d1>d2;//等价于d1.operator(d2)

这种方式大大增强了代码的可读性。

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