【C++】类与对象(二)

news/2025/1/13 2:48:10/

文章目录

  • 1、类的6个默认成员函数
  • 2、构造函数
  • 3、析构函数
  • 4、拷贝构造
  • 5、赋值运算符重载
      • 运算符重载
      • 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。

class Date{};

在这里插入图片描述

2、构造函数

class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1;d1.Init(2022, 7, 5);d1.Print();Date d2;d2.Init(2022, 7, 6);d2.Print();return 0;
}

上面的代码是之前在没有认识构造函数时写的代码,构造函数就是为了剩去自己手动初始化产生的,也是为了有时候会防止自己忘记初始化做的改进。
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。
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。
  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。(允许多种初始化的方式)
class Date{public:// 1.无参构造函数Date(){}// 2.带参构造函数Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}private:int _year;int _month;int _day;};void TestDate(){Date d1; // 调用无参构造函数Date d2(2015, 1, 1); // 调用带参的构造函数// 注意:如果通过无参构造函数创建对象时,对象后面不用跟括号,否则就成了函数声明// 以下代码的函数:声明了d3函数,该函数无参,返回一个日期类型的对象// warning C4930: “Date d3(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?)Date d3();}

注意构造函数就分为:无参构造函数Date d1; 和带参的构造函数Date d2(2015, 1, 1);

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。如果没有无参构造函数或者带参构造函数,就会使用编译器默认生成的构造函数。

class Date
{
public:/*// 如果用户显式定义了构造函数,编译器将不再生成Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}*/void Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{// 将Date类中构造函数屏蔽后,代码可以通过编译,因为编译器生成了一个无参的默认构造函数// 将Date类中构造函数放开,代码编译失败,因为一旦显式定义任何构造函数,编译器将不再生成// 无参构造函数,放开后报错:error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用Date d1;return 0;
}

6、关于编译器生成的默认成员函数,很多人会有疑惑: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)自定义类型。内置类型就是语言提供的数据类
型,如:int/char…(和任意类型的指针),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。
在这里插入图片描述

class Time
{
public:Time(){cout << "Time()" << endl;_hour = 0;_minute = 0;_second = 0;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)int _year;int _month;int _day;// 自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d;return 0;
}

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
下面的基本类型是声明,并不是定义,将它设置为缺省参数,在没有定义是基本类型时,就使用缺省参数的值。

class Time
{
public:Time(){cout << "Time()" << endl;_hour = 0;_minute = 0;_second = 0;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)int _year = 1970;int _month = 1;int _day = 1;// 自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d;return 0;
}

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。

3、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,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
typedef int DataType;
class Stack
{
public:Stack(size_t capacity = 3){_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);if (NULL == _array){perror("malloc申请空间失败!!!");return;}_capacity = capacity;_size = 0;}void Push(DataType data){// CheckCapacity();_array[_size] = data;_size++;}// 其他方法...~Stack(){if (_array){free(_array);_array = NULL;_capacity = 0;_size = 0;}}
private:DataType* _array;int _capacity;int _size;
};
void TestStack()
{Stack s;s.Push(1);s.Push(2);
}
// 程序运行结束后输出:~Time()
// 在main方法中根本没有直接创建Time类的对象,为什么最后会调用Time类的析构函数?
// 因为:main方法中创建了Date对象d,而d中包含4个成员变量,其中_year, _month, 
//_day三个是
// 内置类型成员,销毁时不需要资源清理,最后系统直接将其内存回收即可;而_t是Time类对
//象,所以在
// d销毁时,要将其内部包含的Time类的_t对象销毁,所以要调用Time类的析构函数。但是:
//main函数
// 中不能直接调用Time类的析构函数,实际要释放的是Date类对象,所以编译器会调用Date
//类的析构函
// 数,而Date没有显式提供,则编译器会给Date类生成一个默认的析构函数,目的是在其内部
//调用Time
// 类的析构函数,即当Date对象销毁时,要保证其内部每个自定义对象都可以正确销毁
// main函数中并没有直接调用Time类析构函数,而是显式调用编译器为Date类生成的默认析
//构函数
// 注意:创建哪个类的对象则调用该类的析构函数,销毁那个类的对象则调用该类的析构函数
  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。

4、拷贝构造

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。
首先我们先拿下面的代码来解释为什么要使用拷贝构造。
下面简单的了解一下浅拷贝和深拷贝,
明确一点深拷贝和浅拷贝是针对对象属性为对象的,因为基本数据类型在进行赋值操作时(也就是拷贝)是直接将值赋给了新的变量,也就是该变量是原变量的一个副本,这个时候你修改两者中的任何一个的值都不会影响另一个,而对于对象或者引用数据来说在进行浅拷贝时,只是将对象的引用复制了一份,也就内存地址,即两个不同的变量指向了同一个内存地址,那么在改变任一个变量的值都是该变这个内存地址的所存储的值,所以两个变量的值都会改变。

class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
void func1(Date d)//传值
{}
void func2(Date& d)//传引用
{}
int main()
{Date d1;func1(d1);func2(d1);return 0;
}

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。(这也是为什么拷贝构造函数的参数是&的原因)
    在这里插入图片描述
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);Date d3=d1;//这样的写法也是可以的return 0;
}

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。


class Time
{
public:Time(){_hour = 1;_minute = 1;_second = 1;}Time(const Time& t){_hour = t._hour;_minute = t._minute;_second = t._second;cout << "Time::Time(const Time&)" << endl;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)int _year = 1970;int _month = 1;int _day = 1;// 自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d1;// 用已经存在的d1拷贝构造d2,此处会调用Date类的拷贝构造函数// 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数,则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构//造函数Date d2(d1);return 0;
}

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。
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。
为了提高程序效率,一般对象传参时,尽量使用引用类型,返回时根据实际场景,能用引用
尽量使用引用。

5、赋值运算符重载

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)
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
5、 .* :: sizeof ?:(三目运算符) . 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。
下面通过两段代码来介绍一下上面五点需要注意的地方。

// 全局的operator==
class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}//private:int _year;int _month;int _day;
};
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{return d1._year == d2._year&& d1._month == d2._month&& d1._day == d2._day;
}
void Test()
{Date d1(2018, 9, 26);Date d2(2018, 9, 27);cout << (d1 == d2) << endl;
}
int main()
{Test();return 0;
}

在上面的代码当中运算符重载并不在类当中,也就导致了成员变量必须是公有的,代码才能运行成功。
下面的代码就是将运算符重载放到了类当中,成员变量还是私有,但是运算符重载函数就需要进行一点改动。(不改的话,编译器报错:参数过多)
注意:有简便写法

// 类中的operator==
class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}bool operator==(const Date& d){return _year == d._year&& _month == d._month&& _day == d._day;}//实质是下面的样子//bool operator==(Date *this,const Date& d2)//{//return *this->_year == d2._year//&& *this->_month == d2._month//&& *this->_day == d2._day;//}//下面是各种运算符重载//下面的这种写法是在各种类当中都能应用,简便写法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);}
private:int _year;int _month;int _day;
};void Test()
{Date d1(2018, 9, 26);Date d2(2018, 9, 27);cout << (d1 == d2) << endl;cout << d1.operator ==(d2)<< endl;
}
int main()
{Test();return 0;
}

赋值运算符重载

** 赋值运算符重载格式**

  • 参数类型:const T&,传递引用可以提高传参效率
  • 返回值类型:T&,返回引用可以提高返回的效率,有返回值目的是为了支持连续赋值
  • 检测是否自己给自己赋值
  • 返回*this :要复合连续赋值的含义
    在函数参数的部分不用引用传参也是可以完成的,Date& operator=(const Date d)只是发生了一次拷贝构造,这个和在实现拷贝构造的时候不用引用会出现递归构造无穷进行下去是不一样的,这个就只是进行一次拷贝就进行传参。在不用引用返回也是可以的也是需要进行一次拷贝构造,这里需要返回值是因为赋值是可以连续赋值的。防止自己拷贝自己所以有必要进行一下判断。
Date& operator=(const Date& d){if (this != &d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}return *this;}
  1. 赋值运算符只能重载成类的成员函数不能重载成全局函数
class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}int _year;int _month;int _day;
};
// 赋值运算符重载成全局函数,注意重载成全局函数时没有this指针了,需要给两个参数
Date& operator=(Date& left, const Date& right)
{if (&left != &right){left._year = right._year;left._month = right._month;left._day = right._day;}return left;
}
// 编译失败:
// error C2801: “operator =”必须是非静态成员

原因:赋值运算符如果不显式实现,编译器会生成一个默认的。此时用户再在类外自己实现
一个全局的赋值运算符重载,就和编译器在类中生成的默认赋值运算符重载冲突了,故赋值
运算符重载只能是类的成员函数。它和构造函数、析构函数、拷贝构造是一样的,默认生成的会对内置类型进行浅拷贝,一个字节一个字节的拷贝,自定义类型需要进行构造函数、析构函数、拷贝构造,赋值运算符重载进行深拷贝。

赋值运算符拷贝构造函数最大区别是赋值运算符没有新的对象生成,而拷贝构造函数会生成新的对象。

前置++和后置++重载

#include<iostream>
using namespace std;class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}// 前置++:返回+1之后的结果// 注意:this指向的对象函数结束后不会销毁,故以引用方式返回提高效率Date& operator++(){_day += 1;return *this;}// 后置++:// 前置++和后置++都是一元运算符,为了让前置++与后置++形成能正确重载// C++规定:后置++重载时多增加一个int类型的参数,但调用函数时该参数不用传递,编译器自动传递// 注意:后置++是先使用后+1,因此需要返回+1之前的旧值,故需在实现时需要先将this保存一份,然后给this + 1//       而temp是临时对象,因此只能以值的方式返回,不能返回引用Date operator++(int){Date temp(*this);_day += 1;return temp;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d;Date d1(2022, 1, 13);d = d1++;    // d: 2022,1,13   d1:2022,1,14d = ++d1;    // d: 2022,1,15   d1:2022,1,15return 0;
}

const

将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数,const修饰类成员函数,实际修饰该成员函数
隐含的this指针,表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。const对象和普通对象是都可以调用的。

int main()
{Date d1;const Date d2;d1.print()const;d2.print()const;//这两个是都可以的
}

取地址及const取地址操作符重载

这两个默认成员函数一般不用重新定义 ,编译器默认会生成
这两个运算符一般不需要重载,使用编译器生成的默认取地址的重载即可,只有特殊情况,才需
要重载,比如想让别人获取到指定的内容!
可以通过自己写取地址重载来改变地址

class Date
{ 
public :Date* operator&(){return this ;}const Date* operator&()const{return this ;}
private :int _year ; // 年int _month ; // 月int _day ; // 日
};
最后:文章有什么不对的地方或者有什么更好的写法欢迎大家在评论区指出

http://www.ppmy.cn/news/30982.html

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