C++:类和对象part2

类的默认成员函数

默认成员函数就是用户没有显式实现，编译器会自动生成的成员函数称为默认成员函数。一个类，我们不写的情况下编译器会默认生成以下6个默认成员函数，需要注意的是这6个中最重要的是前4个，最后两个取地址重载不重要，我们稍微了解一下即可。其次就是C++11以后还会增加两个默认成员函数，移动构造和移动赋值，这个我们后面再讲解。默认成员函数很重要，也比较复杂，我们要从两个方面去学习：

第一：我们不写时，编译器默认生成的函数行为是什么，是否满足我们的需求

第二：编译器默认生成的函数不满足我们的需求，我们需要自己实现，那么如何自己实现？

构造函数

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(我们常使用的局部对象是栈帧创建时，空间就开好了)，而是对象实例化时初始化对象。构造函数的本质是要替代我们以前Stack和Date类中写的Init函数的功能，构造函数自动调用的特点就完美的替代的了Init

构造函数的特点：

函数名与类名相同

无返回值 (返回值啥都不需要给，也不需要写void，不要纠结，C++规定如此)

对象实例化时系统会自动调用对应的构造函数

cpp 复制代码

class Date
{
public:
	
	Date()
	{
		_year = 1;
		_month = 1;
		_day = 1;
	}

	Date(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

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


private:

	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1;
	d1.Print();

	Date d2(2026, 2, 15);
	d2.Print();

	return 0;
}

构造函数可以重载

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

cpp 复制代码

class Date
{
public:
	
	void Print()
	{
		cout << this->_year << "/" << this->_month << "/" << this->_day << endl;
	}


private:

	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1;
	d1.Print();

	return 0;
}

如果写了构造函数则不会再生成默认构造函数

cpp 复制代码

class Date
{
public:
	Date()
	{
		_year = 1;
		_month = 1;
		_day = 1;
	}
	
	void Print()
	{
		cout << this->_year << "/" << this->_month << "/" << this->_day << endl;
	}


private:

	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d2(2026, 2, 15);
	d2.Print();

	return 0;
}

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。无参构造函数和全缺省构造函数虽然构成函数重载，但是调用时会存在歧义。要注意很多同学会认为默认构造函数是编译器默认生成那个叫默认构造，实际上无参构造函数、全缺省构造函数也是默认构造，总结一下就是不传实参就可以调用的构造就叫默认构造

析构函数

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，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，不需要我们管，C++规定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释放工作。析构函数的功能类比我们之前Stack实现的Destroy功能，而像Date没有 Destroy，其实就是没有资源需要释放，所以严格说Date是不需要析构函数的

析构函数的特点：

析构函数名是在类名前加上字符 ~

cpp 复制代码

~Stack()
{
	free(_a);
	_a = nullptr;
	_top = _capacity = 0;
}

无参数无返回值。 (这里跟构造类似，也不需要加void)

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

cpp 复制代码

ypedef 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()  //C++会自动生成析构函数
	{
		free(_a);
		_a = nullptr;
		_top = _capacity = 0;
	}*/
private:
	STDataType* _a;
	size_t _capacity;
	size_t _top;
};

int main()
{
	MyQueue q;

	return 0;
}

对象生命周期结束时，系统会自动调用析构函数

我们来调试下：

先跳到断点部分

在监视中输入this

我们往下调试，此时this中有数据

此时走到return 0那行的时候会跳到析构函数部分

走完之后会发现this被销毁了

跟构造函数类似，我们不写编译器自动生成的析构函数对内置类型成员不做处理，自定类型成员会调用他的析构函数

我们来进行调试：

直接走到断点处

进入类后，我们直接往下走，走完之后会看到q中的数据，此时也走到了return的位置

之后会自动跳到Stack里的析构函数

走完后会直接将q中的数据清空

还需要注意的是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，也就是说自定义类型成员无论什么情况都会自动调用析构函数

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，如Date；如果默认生成的析构就可以用，也就不需要显示写析构，如MyQueue；但是有资源申请时，一定要自己写析构，否则会造成资源泄漏，如Stack

一个局部域的多个对象，C++规定后定义的先析构

拷贝构造函数

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，也就是说拷贝构造是一个特殊的构造函数

拷贝构造的特点：

拷贝构造函数是构造函数的一个重载

拷贝构造函数的第一个参数必须是类类型对象的引用，使用传值方式编译器直接报错，因为语法逻辑上会引发无穷递归调用。拷贝构造函数也可以多个参数，但是第一个参数必须是类类型对象的引用，后面的参数必须有缺省值

拷贝构造的第一个参数必须是类类型作为返回值

如果不是，则会报错

函数每次调用时都需要进行传参，传值传参本身是一种拷贝，之后又会形成新的拷贝构造函数，就会一直进行调用，形成无穷递归

C++规定自定义类型对象进行拷贝行为必须调用拷贝构造，所以这里自定义类型传值传参和传值返回都会调用拷贝构造完成

当我们想要拷贝自定义类型对象时必须调用拷贝构造，我们将d1传参给d进行拷贝调用

cpp 复制代码

void func(Date d)
{

}

int main()
{
	Date d1(2026,2,17);  //构造
	
	return 0;
}

进行调试：

先跳到断点处

直接走到func

再监视中输入d1，此时d1内有数据

按f11进入func，这个时候跳到了拷贝函数

我们在监视里输入d，此时d1的数据被拷贝到了d中

若未显式定义拷贝构造，编译器会生成自动生成拷贝构造函数。自动生成的拷贝构造对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝(一个字节一个字节的拷贝)，对自定义类型成员变量会调用他的拷贝构造

先将我们写的拷贝构造注释掉

开始调试：

我们先跳到断点处

接下来往下走，会直接走到return 行，我们发现就算不写拷贝函数，数据依旧会拷贝过去

如果换成数据结构情况就不一样了

同样先跳到断点处

直接往下走，虽然一样会把数据复制到d2

我们在让它运行一次

我们看到它崩溃了，可是为啥？

当我不写拷贝函数时默认拷贝构造只会进行浅拷贝，我把d1的内容复制到d2的时候d2和d1的_capacity和_top是分开的但_a使用是同个空间，当复制过去后d2被析构后d1就没有空间可以释放，因此就会崩溃

所以在写栈或是任何需要进行资源回收的类都需要写上拷贝函数

像Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源，编译器自动生成的拷贝构造就可以完成需要的拷贝，所以不需要我们显示实现拷贝构造。像Stack这样的类，虽然也都是内置类型，但是_a指向了资源，编译器自动生成的拷贝构造完成的值拷贝/浅拷贝不符合我们的需求，所以需要我们自己实现深拷贝(对指向的资源也进行拷贝)。像MyQueue这样的类型内部主要是自定义类型 Stack成员，编译器自动生成的拷贝构造会调用Stack的拷贝构造，也不需要我们显示实现 MyQueue的拷贝构造。这里还有一个小技巧，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拷贝构造，否则就不需要

Myqueue的内部类型是Stack，就算Myqueue不写拷贝函数，它也会调用Stack的

我们来进行调试：

先跳到断点处

当我往下走时会直接跳到stack的拷贝函数

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。但是如果返回对象是一个当前函数局部域的局部对象，函数结束就销毁了，那么使用引用返回是有问题的，这时的引用相当于一个野引用，类似一个野指针一样。传引用返回可以减少拷贝，但是一定要确保返回对象，在当前函数结束后还在，才能用引用返回