C++ 类与对象(中)

C++ 类与对象(中)

  • [1. 类的6个默认成员函数](#1. 类的6个默认成员函数)
  • [2. 构造函数](#2. 构造函数)
    • [2.1 概念](#2.1 概念)
    • [2.2 特性](#2.2 特性)
  • 3.析构函数
    • [3.1 概念](#3.1 概念)
    • [3.2 特性](#3.2 特性)
  • [4. 拷贝构造函数](#4. 拷贝构造函数)
    • [4.1 概念](#4.1 概念)
    • [4.2 特征](#4.2 特征)
  • 5.赋值运算符重载
    • [5.1 运算符重载](#5.1 运算符重载)
    • [5.2 赋值运算符重载](#5.2 赋值运算符重载)

1. 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。

我们写了,他就不会自动生成了。

2. 构造函数

2.1 概念

对于以下Date类:

日期类忘记 Init() ,就开始Print(),就使用,就会搞一堆随机值出来。

对于栈,没有初始化,就直接Push,Push里面要访问空间,而空间是随机值,就直接崩溃了。

祖师爷也深受其困扰,忘记调用Init() 函数就使用,因此祖师爷设定了一个特殊的成员函数来解决这个问题。请看如下特性:

2.2 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。 (本质:多个构造函数,有多种初始化方式)

注意:一般情况下,建议每个类,都可以写一个全缺省的构造(好用)

请看下面这个例子就用到了上面第三个特性

请看下面这个例子就用到了上面第四个特性

例子1:

例子2:

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。

上面运行结果为什么是随机值呢?请看下面特性

  1. 关于编译器生成的默认成员函数,很多童鞋会有疑惑:不实现构造函数的情况下,编译器会生成默认的构造函数。但是看起来默认构造函数又没什么用?d对象调用了编译器生成的默认构造函数,但是d对象_year/_month/_day,依旧是随机值。也就说在这里编译器生成的默认构造函数并没有什么用??
    解答 :C++把类型分成内置类型(基本类型)和自定义类型。内置类型就是语言提供的数据类型,如:int/char...,自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型,看看下面的程序,就会发现编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员_t调用的它的默认成员函数。
    再看下面两个例子:
    例子1: 自定义类型调用默认构造函数


例子2: 内置类型没有规定要不要处理(看编译器),没处理就默认随机值


首先因为没有写日期类的构造函数,然后Date 会生成一个默认构造函数,生成的默认构造对内置类型不做处理,对自定义类型会去调用他的默认构造函数,但是类中没有显式定义构造函数,因此编译器会默认生成构造函数,那就要看这个类的成员变量有没有自定义类型的,如果只有内置类型成员,那 默认构造函数就不做处理,那么他还是随机生成的,因此_aa得到的也是随机值。

那么自动生成的构造函数的意义何在?

请看下面例子:

MyQueue q; 要调构造函数,构造函数是自动生成的,Stack _pushst;Stack _popst;是自定义类型成员,自定义类型要调用他的无参构造函数。如下:

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。

例子1:

例子2:


上面是 显示的提供一个带参构造编译器,不会默认生成了,所以就没有默认构造了,因此会报错。
那如果什么都不提供呢,那_t 的值是什么,首先因为没有写日期类的构造函数,然后Date 会生成一个默认构造函数,生成的默认构造对内置类型不做处理,对自定义类型会去调用他的默认构造函数,但是类中没有显式定义构造函数,因此编译器会默认生成构造函数,编译器生成默认的函数对他对内置类型的成员变量不做处理,所以_t还是随机值。
调试过程如下:


注意:C++11 中针对内置类型成员不初始化的缺陷,又打了补丁,即:内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值。
例子:

再看一个例子:

下面是调试过程:

3.析构函数

3.1 概念

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的呢?

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。
注意: 日期类不需要析构函数,因为没有资源要清理 ,一般只有malloc ,fopen等等需要析构函数

3.2 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。

请看下面这个例子就用到了上面第四个特性

例子1:

例子2:

  1. 关于编译器自动生成的析构函数,是否会完成一些事情呢?下面的程序我们会看到,编译器生成的默认析构函数,对自定类型成员调用它的析构函数。

看下面代码:

上面代码没有写析构函数,编译器会自动生成默认的,但是编译器不会把_array, free掉,也不会报错,因为内存泄露 C,C++的程序不会报错。

  1. 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。

例子:

4. 拷贝构造函数

4.1 概念

在现实生活中,可能存在一个与你一样的自己,我们称其为双胞胎。

那在创建对象时,可否创建一个与已存在对象一某一样的新对象呢?
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。

4.2 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。

  1. 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。

拷贝构造例子1:

例子2:

上述代码调用func得先传参,自定义类型对象传值传参要调用拷贝构造完成,然后在调用func().

下面这样写也是拷贝构造

能不能不调用拷贝构造呢?那就是传指针

代码如下:

还有一种方式C++最喜欢用的方式就是引用

代码如下:

4. 若未显式定义,编译器会生成默认的拷贝构造函数。 默认的拷贝构造函数对象按内存存储按字节序完成拷贝,这种拷贝叫做浅拷贝,或者值拷贝。

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,而自定
义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的。
4. 编译器生成的默认拷贝构造函数已经可以完成字节序的值拷贝了,还需要自己显式实现吗?当然像日期类这样的类是没必要的。那么下面的类呢?验证一下试试?


注意: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。

因此日期是浅拷贝的类,栈是深拷贝的类。

深拷贝就是开跟你一样大的空间。
下面是栈用深拷贝实现的代码

MyQueue 也不需要写拷贝构造函数

代码如下:

5.赋值运算符重载

5.1 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) ,参数跟返回值是根据操作符来确定的
参数个数跟操作数是一致的

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。

一个类要重载哪些运算符是看需求,看重载有没有价值和意义,如d1+d2 ,d1*d2 就无意义。

首先我们介绍的是运算符重载成成员函数

如果重载了成员函数再去重载全局函数,会调用成员函数。

5.2 赋值运算符重载

  1. 赋值运算符重载格式
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