C++ —— 关于类和对象（中）
C++ —— 关于类和对象（中）
1.类的默认成员函数
默认成员函数就是用户没有写，编译器会自动生成的成员函数称为默认成员函数
一般默认生成以下6个默认成员函数：
2. 构造函数
构造函数主要是完成初始化的工作
构造函数是特殊的成员函数，构造函数的作用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
2.1 构造函数的特点：
1. 函数名与类名相同 2. 没有返回值，返回值什么都不需要写（void也不需要）
1. 无参构造函数（默认构造函数）：函数名和类名相同 ，没有返回值
class Date//日期类类名
{
public:
Date()//函数名
{
_year = 1;
_month = 1;
_day = 1;
}
}
int main()
{
// 调⽤默认构造函数
Date d1;
return 0;
}调用无参构造函数 Date d1后面不能带（），因为无法区分实例化对象和函数声明
3. 对象实例化时系统会自动调用对应的构造函数 4. 构造函数可以重载
2. 带参构造函数：
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
int main()
{
// 调⽤带参的构造函数
Date d2(2025, 1, 1);
return 0;
}3. 全缺省构造函数（默认构造函数）：
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
int main()
{
Date d3();
return 0;
}全缺省构造函数和无参构造函数不能同时存在，因为会存在歧义
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 6. 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。总的来说就是不传参数就可以调⽤的构造就叫默认构造 7. 我们不写编译器默认⽣成的构造（默认无参构造），对内置类型成员变量的初始化没有要求，也就是说是是否初始化是不确定的，看编译器。对于⾃定义类型成员变量，要求调⽤这个成员变量的默认构造函数始化。如果这个成员变量，没有默认构造函数，那么就会报错，我们要初始化这个成员变量，需要⽤初始化列表才能解决
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原⽣数据类型
如：int/char/double/指针等，⾃定义类型就是我们使⽤class/struct等关键字⾃⼰定义的类型
总结：大多数情况，构造函数都需要我们自己去实现，少数情况类似MyQueue且Stack有默认构造时，MyQueue自动生成就可以用。 应写尽写
3. 析构函数
析构函数：在对象被销毁时，系统会自动调用一次的特殊的成员函数，主要是用于释放资源、释放内存的清理工作,功能类似于Destroy
析构函数的函数名很特殊：在类名前加波浪号 ~（或者C语言中的按位取反符） ，没有返回值，也没有参数
一段空间不能析构两次，不然程序会崩溃
只有有资源申请的类会调用析构函数，比如栈
3.1 析构函数的特点：
1. 析构函数名是在类名前加上字符 ~
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_a);
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}2. ⽆参数⽆返回值 (这⾥跟构造类似，也不需要加void) 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 4. 析构函数会在对象⽣命周期结束时，系统会自动调用析构函数
5. 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
6.自定义类型成员无论什么情况都会自动调用析构函数
7. 如果类中没有申请资源时，析构函数可以不写，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（栈）
8.如果一个局部域里有多个对象，那么优先析构后定义的
4. 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
Date(const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}如上面的代码的类类型就是Date类型，第一个参数的类型就是Date
也就是说拷贝构造是⼀个特殊的构造函数 拷贝构造函数是类的六大特殊成员函数之一，它是构造函数的一个重载形式
4.1 拷贝构造的特点：
C++规定传值传参要调⽤拷贝构造，也就相当于传值传参会形成一个拷贝构造
1. 拷贝构造函数是构造函数的⼀个重载
2. 拷贝构造函数的第一个参数必须是类类型的引用，使⽤传值的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，解决方法就是加上一个& （引用）
加上&的时候如果不想改变实参，那么就最好把const也加上
Date(const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
3. C++规定⾃定义类型对象进⾏拷⻉⾏为必须调⽤拷⻉构造，所以这⾥⾃定义类型传值传参和传值返回都会调⽤拷⻉构造完成
4. 如果没有显式定义拷⻉构造，编译器会⽣成自动生成拷⻉构造函数 自动生成的拷⻉构造对内置类型成员变量会完成值拷⻉/浅拷⻉(⼀个字节⼀个字节的拷⻉)，对⾃定义类型成员变量会调⽤他的拷⻉构造
5. 像Date（日期类）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⻉构造就可以完成需要的拷⻉，所以不需要我们显示实现拷⻉构造 像Stack（栈）这样的类，虽然也都是内置型，但是_a指向了资源，编译器⾃动⽣成的拷⻉构造完成的值拷⻉/浅拷⻉不符合我们的需求，所以需要我们自己实现深拷⻉(对指向的资源也进⾏拷⻉) 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⻉构造会调⽤Stack的拷⻉构造，也不需要我们显示实现MyQueue的拷⻉构造
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⻉构造，否则就不需要
6. 传值返回会产⽣⼀个临时对象调⽤拷⻉构造 传值引用返回，返回的是返回对象的别名(引用)，没有产⽣拷⻉ 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 传引用返回可以少拷贝，但是⼀定要确保返回对象，在当前函数结束后还在（没有销毁），才能用引用返回
4.2 浅拷贝与深拷贝浅解
浅拷贝： 浅拷贝是指将一个对象的值复制到另一个对象，但如果对象中包含指针成员，则只会复制指针的地址，而不会复制指针所指向的内容。这意味着两个对象将共享同一块内存空间 也就是说，如果原始对象和拷贝对象共享同一块内存，当其中一个对象修改了这块内存中的数据时，另一个对象中的数据也会被修改，因为它们指向同一块内存区域。这可能导致意外的数据修改或释放问题
深拷贝： 深拷贝是指在拷贝对象时，会创建一个新的对象，并将原始对象的所有内容都复制到新对象中，包括指针所指向的内容 这样就会完全复制原始对象的所有数据，即使原始对象和拷贝对象分别进行了修改，彼此之间也不会相互影响
5. 赋值运算符重载
5.1 运算符重载
1. 当运算符被用于类类型的对象时，可以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
2.运算符重载是由operator + 运算符（+ / - / * / ==等等）共同构成。具有其返回类型和参数列表以及函数体
返回值类型 operator 运算符(形参表)
{
....
}int operator+(int x, int y);
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2);
bool operator==(const Date& d);
Date& operator++();
Date operator++(int);bool operator<(const Date& d);
bool operator<=(const Date& d);
bool operator>(const Date& d);
bool operator>=(const Date& d);
bool operator==(const Date& d);
bool operator!=(const Date& d);3. 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
//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
// operator==(d1, d2);
d1 == d2;4.如果⼀个重载运算符函数是成员函数，则它的第⼀个运算对象默认传给隐含的this指针，因此运算符重载作为成员函数时，参数比运算对象少⼀个（其实是一样的，只不过一个是隐含的） 5.运算符重载以后，其优先级和结合性与对应的内置类型运算符保持⼀致 6.不能通过连接语法中没有的符号来创建新的操作符：比如operator@。 7. • * :: sizeof ?: . 注意以上5个运算符不能重载 8.重载操作符⾄少有⼀个类类型参数，不能通过运算符重载改变内置类型对象的含义，如： intoperator+(int x, int y) 9.⼀个类需要重载哪些运算符，是看哪些运算符重载后有意义，⽐如Date类重载operator-就有意义，但是重载 operator+ 就没有意义
10.重载++运算符时，有前置++和后置++，运算符重载函数名都是operator++，⽆法很好的区分。C++规定，后置++重载时，增加⼀个int形参，跟前置++构成函数重载，⽅便区分 11. 重载<<和>>时，需要重载为全局函数，因为重载为成员函数，this指针默认抢占了第⼀个形参位置，第⼀个形参位置是左侧运算对象，调⽤时就变成了 对象<<cout，不符合使⽤习惯和可读性。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
5.2 赋值运算符重载
赋值运算符重载是⼀个默认成员函数：用于完成两个已经存在的对象直接的拷⻉赋值
这⾥要注意跟拷⻉构造区分：
拷⻉构造⽤于⼀个对象拷⻉初始化给另⼀个要创建的对象
5.2.1 赋值运算符重载的特点：
1. 赋值运算符重载是⼀个运算符重载，规定必须重载为成员函数。赋值运算重载的参数建议写成const 当前类类型引⽤，否则会传值传参会有拷⻉ 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持连续赋值场景
Date& operator=(const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
return *this;
}
3. 没有显式实现时，编译器会⾃动⽣成⼀个默认赋值运算符重载，默认赋值运算符重载⾏为跟默认拷贝构造函数类似，对内置类型成员变量会完成值拷⻉/浅拷⻉(⼀个字节⼀个字节的拷⻉)，对⾃定义类型成员变量会调⽤他的拷⻉构造
4. 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，编译器⾃动⽣成的赋值运算符重载就可以完成需要的拷⻉，所以不需要我们显⽰实现赋值运算符重载。像Stack这样的类，虽然也都是内置类型，但是_a指向了资源，编译器⾃动⽣成的赋值运算符重载完成的值拷⻉/浅拷⻉不符合我们的需求，所以需要我们⾃⼰实现深拷⻉(对指向的资源也进⾏拷⻉)。像MyQueue这样的类型内部主要是⾃定义类型Stack成员，编译器⾃动⽣成的赋值运算符重载会调⽤Stack的赋值运算符重载，也不需要我们显⽰实现MyQueue的赋值运算符重载
总的来说：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，否则就不需要
6. 取地址运算符重载
6.1 const成员函数
1. 将const修饰的成员函数称之为const成员函数，const修饰成员函数放到成员函数参数列表的后 ⾯
void Print(const Date* const this) const
void Print() constbool operator<(const Date& d) const;
bool operator<=(const Date& d) const;
bool operator>(const Date& d) const;
bool operator>=(const Date& d) const;
bool operator==(const Date& d) const;
bool operator!=(const Date& d) const;非const对象也可以调用const成员函数是⼀种权限的缩小
2. const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 修饰Date类的Print成员函数，Print隐含的this指针由 Date* const this 变为 const Date* const this
6.2 取地址运算符重载
取地址运算符重载分为普通取地址运算符重载和const取地址运算符重载，⼀般这两个函数编译器自动生成的就可以够我们用了，不需要去显示实现。除非常一些很特殊的场景，比如我们不想让别⼈取到当前类对象的地址，就可以自己实现⼀份，胡乱返回⼀个地址
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