C++ 3.六个默认构造函数

class Date
{
public:
	Date();//构造函数

	~Date();//析构函数

	Date(const Date& d);//拷贝构造函数

	Date& operator=(const Date& d);//赋值运算符重载

	Date* operator&();//取地址运算符重载（&）

	const Date* operator&() const;//const修饰的取地址运算符重载（const &）
};

二、构造函数

概念

构造函数

对象实例化时初始化对象（不是开空间创建对象，我们常使⽤的局部对象是栈帧创建时，空间就开好了）

默认构造函数

无参构造函数、全缺省构造函数、我们不写构造时编译器默认⽣成的构造函数，都叫做默认构造函数。但是这三个函数有且只有⼀个存在，不能同时存在

总结⼀下就是不传实参就可以调用的构造就叫默认构造

注意：无参构造函数和全缺省构造函数同时存在会造成歧义

特点

1、函数名和类名相同

2、无返回值

3、对象实例化时系统自动调用

4、构造函数可重载

5、如果没有显式定义，系统会生成一个无参的构造函数（显示定义了就不会生成）

实例

1、对于内置类型

我们不写编译器自动生成

这里发现会给随机值，因为C++编译器在系统默认构造函数中初始化类型的时候，对于内置类型不做处理，对于自定义类型会调用它的默认构造

需要注意的是，当我们写两个构造函数的时候会报错

2、对于自定义类型

自定义类型需要调用这个成员变量的默认构造函数初始化

假设我们要用两个栈实现队列

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
	Stack(int n = 4)
	{
		_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
		if (nullptr == _a)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_capacity = n;
		_top = 0;
	}
	// ...
private:
	STDataType* _a;
	size_t _capacity;
	size_t _top;
};
// 两个Stack实现队列
class MyQueue
{
public:


private:
	Stack pushst;
	Stack popst;
};
int main()
{
	MyQueue mq;
	return 0;
}

对于Stack，如果没有显式写构造函数，编译器就会报错

对于MyQueue，因为编译器默认⽣成MyQueue的构造函数调用了Stack的构造，完成了两个成员的初始化（如果这个时候注释Stack的构造，MyQueue也初始化不了）

三、析构函数

概念

与构造函数相反，析构函数的功能是完成对对象中的资源的清理工作（不是完成对对象本⾝的销毁，⽐如局部对象是存在栈帧的，函数结束栈帧销毁，他就释放了）

特点

1、析构函数函数名是类名前加~

2、无参无返回值⼀个类只能有⼀个析构函数

3、对象⽣命周期结束时，系统会⾃动调⽤析构函数

4、对于内置类型和自定义类型，与构造函数类似

5、我们显示写析构函数，对于自定义类型成员也会调⽤他的析构（自定义类型成员无论什么情况都会自动调用析构函数）

6、有资源申请时，⼀定要⾃⼰写析构，否则会造成资源泄漏

7、C++规定后定义的先析构

实例

1、对于内置类型

如果没有资源的开辟，使用编译器生成的析构即可

2、对于自定义类型

还是以两个栈实现队列为例

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
	Stack(int n = 4)
	{
		_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
		if (nullptr == _a)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_capacity = n;
		_top = 0;
	}

	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		free(_a);
		_a = nullptr;
		_top = _capacity = 0;
	}

	// ...
private:
	STDataType* _a;
	size_t _capacity;
	size_t _top;
};
// 两个Stack实现队列
class MyQueue
{
public:


private:
	Stack pushst;
	Stack popst;
};
int main()
{
	Stack st;
	MyQueue mq;
	return 0;
}

这里程序结束时，Stack会调用它的析构，编译器默认生成 MyQueue 的析构函数调用了 Stack 的析构，释放的 Stack 内部的资源

四、拷贝构造

概念

如果⼀个构造函数的第⼀个参数是自身类类型的引用，且任何额外的参数都有默认值，则此构造函数也叫做拷贝构造函数（拷贝构造是一个特殊的构造函数）

特点

1、第⼀个参数必须是类类型对象的引用

2、C++规定自定义类型对象进行拷贝行为必须调⽤拷贝构造（传值传参和传值返回都会调⽤拷贝构造）

3、若未显式定义，编译器会自动生成，自动生成的是浅拷贝/值拷贝（一个字节一个字节拷贝），对于自定义类型会调用它的拷贝构造

4、传值返回会产生⼀个临时对象调用拷贝构造，传值引用返回，返回的是返回对象的别名(引用)，没有产生拷贝。但如果返回一个当前函数局部域的局部对象，函数结束后销毁，使用引用返回就有问题（类似野指针）

实例

1、对于内置类型

需要注意拷贝构造和普通构造的区别，也要注意是否返回局部对象

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	// 编译报错：error C2652 : "Date":⾮法的复制构造函:第⼀个参数不应是"Date"
	//Date(Date d)
	Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
	Date(Date* d)
	{
		_year = d->_year;
		_month = d->_month;
		_day = d->_day;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

void Func1(Date d)
{
	cout << &d << endl;
	d.Print();
}

Date& Func2()
{
	Date tmp(2024, 7, 5);
	tmp.Print();
	return tmp;
}

int main()
{
	Date d1(2024, 7, 5);

	// 传值传参调用拷贝构造
	Func1(d1);
	cout << &d1 << endl;

	// 这⾥可以完成拷⻉，但是不是拷⻉构造，只是⼀个普通的构造
	Date d2(&d1);
	d1.Print();
	d2.Print();

	//这样写才是拷⻉构造，通过同类型的对象初始化构造，⽽不是指针
	Date d3(d1);
	d2.Print();

	// 也可以这样写，这⾥也是拷⻉构造
	Date d4 = d1;
	d2.Print();

	// Func2返回了⼀个局部对象tmp的引⽤作为返回值

	// Func2函数结束，tmp对象就销毁了，相当于了⼀个野引⽤
	Date ret = Func2();
	ret.Print();

	return 0;
}

2、对于内置类型

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
	Stack(int n = 4)
	{
		_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
		if (nullptr == _a)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_capacity = n;
		_top = 0;
	}

	Stack(const Stack& st)
	{
		// 需要对_a指向资源创建同样⼤的资源再拷⻉值
		_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);
		if (nullptr == _a)
		{
			perror("malloc申请空间失败!!!");
			return;
		}
		memcpy(_a, st._a, sizeof(STDataType) * st._top);
		_top = st._top;
		_capacity = st._capacity;
	}

	void Push(STDataType x)
	{
		if (_top == _capacity)
		{
			int newcapacity = _capacity * 2;
			STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(_a, newcapacity *
				sizeof(STDataType));
			if (tmp == NULL)
			{
				perror("realloc fail");
				return;
			}
			_a = tmp;
			_capacity = newcapacity;
		}
		_a[_top++] = x;
	}

	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		free(_a);
		_a = nullptr;
		_top = _capacity = 0;
	}

	// ...
private:
	STDataType* _a;
	size_t _capacity;
	size_t _top;
};
// 两个Stack实现队列
class MyQueue
{
public:
	//编译器默认⽣成MyQueue的构造函数调用了Stack的构造，完成了两个成员的初始化
	// 显⽰写析构，也会⾃动调⽤Stack的析构
	/*~MyQueue()
	{}*/
private:
	Stack pushst;
	Stack popst;
};
int main()
{
	//Stack st;
	//MyQueue mq;

	Stack st1;
	st1.Push(1);
	st1.Push(2);
	Stack st2 = st1;

	MyQueue mq1;
	MyQueue mq2 = mq1;

	return 0;
}

Stack不显示实现拷贝构造，会用自动生成的拷贝构造完成浅拷贝

导致st1和st2中的_a指向同一块资源，析构时西沟两次，程序崩溃

而MyQueue自动生成的拷贝构造，会调用Stack的拷贝构造

只要Stack拷贝构造自己实现了深拷贝就没有问题

五、赋值重载

运算符重载

概念

当运算符被⽤于类类型的对象时，C++语⾔允许我们通过运算符重载的形式指定新的含义。C++规定类类型对象使⽤运算符时，必须转换成调⽤对应运算符重载，若没有对应的运算符重载，则会编译报错

形式：operator符号名

特点

1、重载运算符函数的参数个数和该运算符作⽤的运算对象数量⼀样多，⼀元运算符有⼀个参数，⼆元运算符有两个参数，⼆元运算符的左侧运算对象传给第⼀个参数，右侧运算对象传给第⼆个参数（成员函数默认第一个为this，这点需要注意一下）

2、运算符重载后，优先级和结合性与之前一致

3、.* :: sizeof ?: . 这五个运算符不能重载

4、前置++和后置++区分（--也是），C++规定后置++重载时增加一个int形参

5、重载<<和>>，由于第一个是this指针，调用时就变成了对象<<cout，这时候重载为全局函数把ostream/istream放到第⼀个形参位置就可以了，第⼆个形参位置当类类型对象

//ostream& out = cout，out作为返回值，成为下一次左侧参数
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);

//流提取
//提取后的值放d里面，所以不加const
istream& operator>>(istream& in, Date& d);

实例

以日期类Date为例，下面就是一些运算符重载的例子

	// 日期+=天数
	Date& operator+=(int day);
	// 日期+天数
	Date operator+(int day);
	// 日期-天数
	Date operator-(int day);
	// 日期-=天数
	Date& operator-=(int day);
	// 前置++
	Date& operator++();
	// 后置++
	Date operator++(int);
	// 后置--
	Date operator--(int);
	// 前置--
	Date& operator--();
	// >运算符重载
	bool operator>(const Date& d);
	// ==运算符重载
	bool operator==(const Date& d);
	// >=运算符重载
	bool operator >= (const Date& d);
	// <运算符重载
	bool operator < (const Date& d);
	// <=运算符重载
	bool operator <= (const Date& d);
	// !=运算符重载
	bool operator != (const Date& d);
	// 日期-日期 返回天数
	int operator-(const Date& d);

赋值运算符重载

概念

用于完成两个已经存在的对象直接的拷贝赋值，这里要注意跟拷贝构造区分，拷贝构造用于⼀个对象拷贝初始化给另⼀个要创建的对象

Date d1;
//拷贝构造
Date d2 = d1;

Date d3;
//赋值重载
d3 = d1;

特点

1、没有显示实现时，编译器默认生成的默认赋值运算符重载完成浅拷贝，对于自定义类型成员会调用它的赋值重载函数

2、有返回值，且建议写成当前类类型引⽤，引⽤返回可以提⾼效率，有返回值⽬的是为了⽀持连续赋值场景

关于是否需要显示实现

总的来说，当我们有资源开辟/释放，我们就需要显示实现构造函数、析构函数和拷贝构造函数。如果⼀个类显⽰实现了析构并释放资源，那么他就需要显示写赋值运算符重载

六、取地址运算符重载和const修饰的取地址运算符重载

这两个一般不需要重载，特殊情况，不想让别人获取到地址，将返回值改成别的

Date* operator&()
{
	return this;
}
const Date* operator&()const
{
	return this;
}