一、类的6个默认成员函数

1、1 概念

如果一个类中什么成员都没有，简称为空类。空类中什么都没有吗？并不是的，任何一个类在我们不写的情况下，都会自动生成下面6个默认成员函数。

6个默认成员函数的名称和作用如下：

1、初始化和清理：构造函数：主要完成初始化工作

析构函数：主要完成清理工作

2、拷贝赋值：拷贝构造是使用同类对象初始化创建对象

赋值重载主要是把一个对象赋值给另一个对象

3、取地址重载：主要是对普通对象和const对象取地址，这两个很少会自己实现

二、构造函数

2、1 概念

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，保证每个数据成员都有一个合适的初始值，并且在对象的生命周期内只调用一次。

2、2特性

构造函数是特殊的成员函数，需要注意的是，构造函数的虽然名称叫构造，但是需要注意的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。

注意：一个类可以创建多个对象

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

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

代码示例：

编译器会处理_a，通过A的构造函数

class A
{
public:
       A()
       {
              cout << "A()" << endl;
              _a = 0;
       }
private:
       int _a;
};

我们不写，编译器自动调用默认的构造函数，初始化类A的对象（是随机值）

生成的默认构造函数只对自定义类型处理，对于内置类型不处理

2、3默认构造函数的种类

默认构造函数只有三种：

1、我们不写默认生成的

2、写的无参的

3、写的全缺省的

以日期类为例子：无参和带参的构造函数

// 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 ;
 }
//3.我们写的全缺省
Date (int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
// 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

三、析构函数

3、1概念

析构函数：与构造函数功能相反，析构函数不是完成对象的销毁，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，完成类的一些资源清理工作。

3、2特征

1. 析构函数名是在类名前加上字符 ~。

2. 无参数无返回值。

3. 一个类有且只有一个析构函数。若未显式定义，系统会自动生成默认的析构函数。

4. 对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数。

5、编译器生成的默认析构函数，对会自定类型成员调用它的析构函数。

1、以日期类为例：

2、示例2：自定义栈的析构

class Stack
  {
  public:
  Stack(int capacity = 10)//无需传参，这里要写全缺省
  {
    _a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
    assert(_a);
    _top = 0;
    _capacity = capacity;
  }
  //就算自己不写，编译器也会自动生成一个，我们写了编译器就不会自动生成了
  ~Stack()
  {
    cout << "~Stack()" << endl;
    free(_a);
    _a = nullptr;
    _top = _capacity = 0;
  }
  private:
  int* _a;
  int _top;
  int _capacity;
};

3、3析构的顺序

特点：先构造，后析构

先创建出来的对象后调用析构函数完成析构

四、拷贝构造函数

4、1概念

举例说明：路上的路灯每一个都长得一模一样。那在创建对象时，可否创建一个与一个对象一某一样的新对象呢？

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

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使用引用传参，使用传值方式会引发无穷递归调用。

3. 若未显示定义，系统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，这种拷贝我们叫做浅拷贝，或者值拷贝。

4、3代码示例

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;
};
int main()
{
 Date d1;
 // 这里d2调用的默认拷贝构造完成拷贝，d2和d1的值也是一样的。
 Date d2(d1);
 return 0;
}

利用d1对象构造d2这个对象(调用的是默认拷贝构造)

日期类的自己写的拷贝构造，为了实现深拷贝

//我们不写编译器会默认生成一个拷贝构造
       // 1、内置类型的成员会完成值拷贝，浅拷贝
       // 2、自定义类型的成员，会去调用这个成员的拷贝构造
       // 3、结论：一般的类，自己生成的拷贝构造就够用了。只有
       // 像栈这样的类自己直接管理资源，就要自己实现拷贝构造
Date(const Date& d)//拷贝构造
       {
            _year = d._year;
            _month = d._month;
            _day = d._day;
       }

五、赋值操作符重载

5、1概念

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）

5、2五个注意点

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或者枚举类型的操作数

用于内置类型的操作符，其含义不能改变，例如：内置的整型+，不能改变其含义

作为类成员的重载函数时，其形参看起来比操作数数目少1成员函数的

.* 、:: 、sizeof 、?: 、. 注意以上5个运算符不能重载。

最后一点尤为重要，是常考的考点。

5、3代码示例

以日期类为例子写一个全局的operator==

class Date
{
public:
       //我们不写，编译器自动生成构造函数，对于内置类型成员不做处理
       //自定义类型成员会去调用这个成员的的默认构造函数
       Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)//无参的默认构造
       {
              _year = year;
              _month = month;//相当于是this->_month
              _day = day;
       }
       void Print()
       {
              cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
       }
       int GetYear()
       {
              return _year;
       }
       bool operator==(Date d)//因为有一个是this，成员应该少一个
       {
              return _year == d._year
                      && _month == d._month
                      && _day == d._day;
       }
private:
       int _year;
       int _month;//只是声明，没有空间
       int _day;//在类里定义的，就会在前面加this
};
int main()
{
       Date d1(2022, 5, 16);//构造就是初始化的意思
       Date d2(2022, 5, 16);
       //自定义类型是不能直接比较的，需要运算符重载
       //内置类型，可以直接用各种运算符
       if (d1.operator==(d2))//d1默认传给了this
       {
              cout << "==" << endl;
       }  
       if (d1 == d2)//编译器会处理成对应的重载运算符等价于if (d1.operator==(d2))
       {
              cout << "==" << endl;
       }
       return 0;
}

运行起来的效果

我们写的和编译器识别的

5、4赋值运算符重载

代码示例：日期类的赋值=

class Date
{
public:
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
Date& operator=(const Date& d)
 {
     if(this != &d)
     {
     _year = d._year;
     _month = d._month;
     _day = d._day;
     }
 }
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};
int main()
{
 Date d1;
 Date d2(2018，10， 1);
 // 这里d1调用的编译器生成operator=完成拷贝，d2和d1的值也是一样的。
 d1 = d2；
 return 0;
}

五个特点

1. 参数类型

2. 返回值

3. 检测是否自己给自己赋值

4. 返回*this

5. 一个类如果没有显式定义赋值运算符重载，编译器也会生成一个，完成对象按字节序的值拷贝。

六、const成员函数

6、1概念

将const修饰的类成员函数称之为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。

示意图：

回答const有关的四个问题：

1. const对象可以调用非const成员函数吗？

不可以，权限的放大

2. 非const对象可以调用const成员函数吗？

可以，权限缩小

3. const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗？

不允许，const成员函数调用非const成员函数，调用该const成员函数的对象已经被设置为const类型，只可以访问不能修改，在用该const成员函数访问其他非const成员函数可能会修改，因此const成员函数不能调用非const成员函数。

4. 非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗？

可以，非const成员调用const成员权限缩小

七、取地址及const取地址操作符重载

7、1特点

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

7、2日期类代码示例

重载取地址符和const取地址符

class Date
{ 
public :
 Date* operator&()
 {
 return this ;
 }
 const Date* operator&()const
 {
 return this ;
 }
private :
 int _year ; // 年
 int _month ; // 月
 int _day ; // 日
};

八、相关习题的练习和思维导图

本章内容思维导图

例题1

答案：C

解析：不能被重载的运算符就只有五个：点号. 三目运算符？：

作用域访问限定符：：运算符sizeof以及*

例题2

答案：D

解析：此成员函数被定义为const常方法，代表在函数内部不能修改任何当前对象的数据成员，因此x不可能改变

答案： D

解析：A.赋值运算符在类中不显式实罚时，编译器会生成一份默认的，此时用户在类外再将赋值运算符重载为全局的，就和编译生成的默认赋值运算符冲突了，故赋值运算符只能重载成成员函数。 B.默认的赋值运算符是按成员成员，属于浅赋值，浅拷贝。

C.参数只有一个，另一个通过this指针传递。D.两个函数的调用场景不同，相互没有影响。

【C++】类和对象（中）