重生c++系列之类与对象（中篇）

贰月磐石2023-08-29 19:09

好的继上期，我们今天带来c++类与对象系列的继续学习。

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。

六个默认成员函数会实现6个功能，我们先来看第一个：

构造函数

上一段代码：

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	void Printf()
	{
		cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;
	d1.Printf();
	
	return 0;
}

大家在刚开始写代码的时候，比如说这里写了一个date类，我们忘记了初始化，直接调用printf函数，由于没有初始化，三个变量的值就会使三个随机数：

这是不是就麻烦了，这个事情不仅仅是我们经常忘记，c++祖师爷也经常忘记，所以祖师爷就想给c++多个功能，自己初始化，所以祖师爷就搞了一个新的东西：构造函数

构造函数的特性：

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。 （不需要写void）
  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。 （可以有多个构造函数，多种初始化方式）
    我们给上边日期类写一个构造函数试试，看看是否真的可以初始化：
cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
    //构造函数
	Date()
	{
		_year = 2023;
		_month = 8;
		_day = 30;
		cout << "构造函数" << endl;
	}
	void Printf()
	{
		cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;
	d1.Printf();
	
	return 0;
}


很好，我们可以发现该类就是调用了我们写构造函数进行了初始化日期，并且我们无需调用，省下了很多时间
现在的初始化没有传参，是规定好的，就是我们构建无数次日期类的变量，都是这个时间，如果我们想自己在外部（主函数）自己传一个日期进行初始化，该怎么办？
非常简单，再写一个带参的构造函数就可以了
上代码：

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
    //构造函数
	Date()
	{
		_year = 2023;
		_month = 8;
		_day = 30;
		cout << "构造函数" << endl;
	}
    //有参构造函数
	Date(int year,int month,int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
		cout << "有参构造函数" << endl;
	}
	void Printf()
	{
		cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;
	d1.Printf();
	Date d2(2023,1,1);
	d2.Printf();
	return 0;
}

可以看到，我们另外又写了一个构造函数，是有参数的构造函数，两个构造函数构成函数重载，如果我们没传参，就自动调用第一个无参构造函数，如果又传参，就按照我们自己的想法调用第二个有参构造函数进行初始化，是不是和我们前两期函数重载的知识点结合起来了！另外，大家要注意一下d2的传参数方式，很新很方便，比调用init要方便的多，这个大家记住就行了。
运行截图论证：

再回想一下我们第二期讲的内容，是不是有一个缺省参数，好好好，那么是不是可以根据这个知识点把两个构造参数合二为一

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:

	Date(int year=2023,int month=8,int day=30)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
		cout << "有参构造函数" << endl;
	}
	void Printf()
	{
		cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;
	d1.Printf();
	Date d2(2023,1,1);
	d2.Printf();
	return 0;
}

这样不单单就简介了，还更灵活了，看不懂的同学自觉去看前两期内容

两次都是调用的这个构造函数，这就是缺省的魅力

是不是还可以这么玩：

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:

	Date(int year=2023,int month=8,int day=30)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
		cout << "有参构造函数" << endl;
	}
	void Printf()
	{
		cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;
	d1.Printf();
	Date d2(2023,1,1);
	d2.Printf();
	Date d3(2023);
	d3.Printf();
	Date d4(2023, 12);
	d4.Printf();
	return 0;
}

好好好，缺省参数被我们玩坏了
刚刚我们看的是日期类的构造函数，相对来说比较简单，现在我们来进阶一下，看看栈的构造函数：

class Stack
{
public:
Stack()
{
a = nullptr;
top = capacity = 0;
}
void Push(int x)
{
if (top == capacity)
{
cout << capacity << "扩容" << endl;
size_t newcapacity = capacity == 0 ? 4:capacity * 2;
a = (int*)realloc(a, sizeof(int) * newcapacity);
capacity = newcapacity;
}
a[top++] = x;
}
private:
int *a;
int top;
int capacity;
int size;
};
众所周知，构造函数也叫默认成员函数，默认什么意思，也就是说，我们不去写构造函数，编译器也会自动生成
构造函数，也是默认成员函数，我们不写，编译器会自动生成编译生成的默认构造的特点:
1、我们不写才会生成，我们写了就不会生成了
2、内置类型的成员不会处理
3、自定义类型的成员才会处理，会去调用这个成员的构造函数
像是我们之前写的那个日期类，如果我们没写构造函数，他也不会自动生成，因为三个成员都是内置类型
一般情况下，都需要我们自己写构造函数，如果类变量都是自定义变量，可以有选择不写

析构函数

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。

析构函数的特性

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
    上代码：

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:

	Date(int year = 2023, int month = 8, int day = 30)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
		cout << "有参构造函数" << endl;
	}
	void Printf()
	{
		cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
	}
	~Date()
	{
		cout << "析构函数" << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;
	d1.Printf();
	Date d2(2023, 1, 1);
	d2.Printf();
	return 0;
}

看，我们写的析构函数自动被调用了

日期类的析构函数我们看不出什么来，来试试栈的析构函数

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
class Stack
{
public:
	Stack()
	{
		cout << "构造函数" << endl;
		a = nullptr;
		top = capacity = 0;
	}
	void Push(int x)
	{
		if (top == capacity)
		{
			cout << capacity << "扩容" << endl;
			size_t newcapacity = capacity == 0 ? 4 : capacity * 2;
			a = (int*)realloc(a, sizeof(int) * newcapacity);
			capacity = newcapacity;
		}
		a[top++] = x;
	}
	~Stack()
	{
		cout << "析构函数" << endl;
		free(a);
		a = nullptr;
		top = capacity = 0;
	}
private:
	int* a;
	int top;
	int capacity;
	int size;
};
int main()
{
	Stack s1;

	return 0;
}

自动调用，无论写多少个，所以这就生下了我们很多初始化和删除的时间

拷贝构造函数

上代码：

#include<iostream>
using namespace std
class Date
{
public:
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
 // Date(const Date& d)   // 正确写法
    Date(const Date& d)   // 错误写法：编译报错，会引发无穷递归
 {
 _year = d._year;
 _month = d._month;
 _day = d._day;
 }
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};
int main()
{
 Date d1;
 Date d2(d1);
 return 0;
}

直接拷贝的d1给d2赋值

拷贝构造的特征：
拷贝构造函数也是特殊的成员函数，其特征如下：

  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。

赋值运算符重载

上代码：

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:

	Date(int year = 2023, int month = 8, int day = 30)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
		cout << "有参构造函数" << endl;
	}
	void Printf()
	{
		cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
	}
	~Date()
	{
		cout << "析构函数" << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1(2023, 1, 1);
	Date d2(2023, 1, 2);

	d1 < d2;
	return 0;
}

大家看看这样比较两个日期类的变量行不行

答案是当然不行

但是这样写

int i,j;

i<j;

这样比较，就可以，这是因为编译器知道int变量的存储模式和比较方式

那么我们可不可以让编译器也可以直接比较date

这就涉及到这个课题内容运算符重载

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:

	Date(int year = 2023, int month = 8, int day = 30)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
		cout << "有参构造函数" << endl;
	}
	void Printf()
	{
		cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
	}
	~Date()
	{
		cout << "析构函数" << endl;
	}

//private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
bool operator<(const Date& x1, const Date& x2)
{
	if (x1._year < x2._year)
	{
		return true;
	}
	else if (x1._year == x2._year && x1._month < x2._month)
	{
		return true;
	}
	else if (x1._year == x2._year && x1._month == x2._month && x1._day < x2._day)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}
int main()
{
	Date d1(2023, 1, 1);
	Date d2(2023, 1, 2);

	cout<<(d1 < d2)<<endl;
	return 0;
}

有函数重载，就有运算符重载，上边就是使用规则，大家记住就行了

那有<运算符，就有<=,>,>=,=,+,-,+=,-=

博主在这里一一实现了

cpp 复制代码 
class Date
{
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}

	
	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;
		}
	}

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

	// d1 <= d2
	bool operator<=(const Date& d)
	{
		return *this < d || *this == d;
	}

	bool operator>(const Date& d)
	{
		return !(*this <= d);
	}

	bool operator>=(const Date& d)
	{
		return !(*this < d);
	}

	bool operator!=(const Date& d)
	{
		return !(*this == d);
	}

	int GetMonthDay(int year, int month)
	{
		int monthArray[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;
		}

		return monthArray[month];
	}

	Date& operator+=(int day)
	{
		_day += day;
		while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
		{
			// 月进位
			_day -= GetMonthDay(_year, _month);
			++_month;

			// 月满了
			if (_month == 13)
			{
				++_year;
				_month = 1;
			}
		}

		return *this;
	}

	Date operator+(int day)
	{
		Date tmp(*this);
		tmp += day;
		return tmp;

		//tmp._day += day;
		//while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month))
		//{
		//	// 月进位
		//	tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);
		//	++_month;

		//	// 月满了
		//	if (tmp._month == 13)
		//	{
		//		++tmp._year;
		//		tmp._month = 1;
		//	}
		//}
		//return tmp;
	}

private:
	// 内置类型
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

关于日期各种加减乘除运算的逻辑实现是没有任何难度的，就是年完月，月完日，进位加

大家要理解的是重载的操作
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。

好的类和对象的中篇就到这里，对于默认成岩函数基本就接好玩了，期待三连

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