生活的全部意义在于无穷地探索尚未知道的东西，在于不断地增加更多的知识。 ——左拉

类的6个默认成员函数

构造函数

概念

特性

析构函数

概念

特性

拷贝构造函数

概念

特征

赋值运算符重载

运算符重载

赋值运算符重载

前置++和后置++的运算符重载

const成员函数

取地址及const取地址操作符重载

日期类代码：

Date.h:

Date.cpp:

text.cpp:

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 {};

默认成员函数，我们如果不写，编译器就会自动生成一个,但是如果我们实现了任意一个成员函数，编译器就不会生成

构造函数

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，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。

特性

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。

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。

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(2023, 5, 17); // 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
      // warning C4930: “Date d3(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?)
      // 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
      Date d3();
 }

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

  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，当写了构造函数并调用无参则会报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用
 Date d1;
 return 0;
 }

关于编译器生成的默认成员函数，很多童鞋会有疑惑：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)和自定义类型。内置类型就是语言提供的数据类型，如：int/char...，自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型。

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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。

下面这两个函数，可以同时存在吗？

Date()
  {
    _year = 1;
    _month = 1;
    _day = 1;
  }
  Date(int year=1, int month=1, int day=1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }

从语法上，是可以同时存在，因为这两个完全符合重载函数的定义

实际上，这里是不可以同时存在的，因为编译器说他重载函数的调用不明确

析构函数

概念

通过前面构造函数的学习，我们知道一个对象是怎么来的，那一个对象又是怎么删除呢的？

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。

特性

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。

5. 关于编译器自动生成的析构函数，是否会完成一些事情呢？下面的程序我们会看到，编译器生成的默认析构函数，对自定类型成员调用它的析构函数。

class Time
{
public:
 ~Time()
 {
 cout << "~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 d;
 return 0;
}
// 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Dat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

拷贝构造函数

概念

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。

特征

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。

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);
 return 0;
}

这里编译器编译不过去的，因为编译器认为这里会无限递归

在C++中，函数调用如果是传值调用都是需要创建一个临时变量，将值拷贝一份给这个临时变量，而将值拷贝一份本身就是一个拷贝构造函数，因此就会死循环，造成无穷递归。

我们最好在参数加个const修饰，这样可以防止权限放大

Date(const Date& d)
  {
    _year = d._year;
    _month = d._month;
    _day = d._day;
  }
int main()
{
    Date d1;
    Date d2(d1);
}

3. 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。

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。

5. 拷贝构造函数典型调用场景：

使用已存在对象创建新对象

函数参数类型为类类型对象

函数返回值类型为类类型对象\

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

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：

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参数

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

.* :: sizeof ?: . 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。

bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{
    return d1._year == d2._year
   && d1._month == d2._month
        && d1._day == d2._day;
}

<<（流插入)的优先级比==高，因此下面这个语句会报错

cout << d1 == d2 << endl;

改成：cout << (d1 == d2) << endl;

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

class Date
{ 
public :
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
   {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
   }
 Date (const Date& d)
   {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
   }
 Date& operator=(const Date& d)
 {
 if(this != &d)
       {
            _year = d._year;
            _month = d._month;
            _day = d._day;
       }
        return *this;
 }
private:
       int _year ;
       int _month ;
       int _day ;
};

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

// 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

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。

用户没有显式实现时，编译器会生成一个默认赋值运算符重载，以值的方式逐字节拷贝。

注意：内置类型成员变量是直接赋值的，而自定义类型成员变量需要调用对应类的赋值运算符重载完成赋值。

前置++和后置++的运算符重载

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

Date& Date::operator++()
{//++d1
  *this +=  1;
  return *this;
}
Date Date::operator++(int)
{//d1++
  Date tmp(*this);
  *this += 1;
  return tmp;
}

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

后置++是先使用后+1，因此需要返回+1之前的值，故需在实现时需要先将this保存

const成员函数

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。

class Date
{
public:
 Date(int year, int month, int day)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
 void Print()
 {
 cout << "Print()" << endl;
 cout << "year:" << _year << endl;
 cout << "month:" << _month << endl;
 cout << "day:" << _day << endl << endl;
 }
 void Print() const
 {
 cout << "Print()const" << endl;
 cout << "year:" << _year << endl;
 cout << "month:" << _month << endl;
 cout << "day:" << _day << endl << endl;
 }
private:
 int _year; // 年
 int _month; // 月
 int _day; // 日
};
void Test()
{
 Date d1(2022,1,13);
 d1.Print();
 const Date d2(2022,1,13);
 d2.Print();
}

请思考下面的几个问题：

1. const对象可以调用非const成员函数吗？不可以

2. 非const对象可以调用const成员函数吗？可以

3. const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗？不可以

4. 非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗？可以

注意：权限只能缩小，不能扩大

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。

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

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！

日期类代码：

Date.h:

#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;
class Date
{
public:
  //构造函数
  Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);
  //获取某月天数
  int GetMonthDay(int year, int month);
  //打印
  void Print();
  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);
  Date& operator+=(int day);
  Date operator+(int day);
  // d1 - 100 日期 - 天数
  Date operator-(int day);
  Date& operator-=(int day);
  // d1 - d2; 日期 - 日期
  int operator-(const Date& d);
  //++d1
  Date& operator++();
  // d1++
    // int参数 仅仅是为了占位，跟前置重载区分
  Date operator++(int);
  // --d1 -> d1.operator--()
  Date& operator--();
  // d1-- -> d1.operator--(1)
  Date operator--(int);
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};

Date.cpp:

#include"Date.h"
int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{
  assert(month > 0 && month < 13);
  int monthArray[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };
  if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400)) == 0)
  {
    return 29;
  }
  else
  {
    return monthArray[month];
  }
}
Date::Date(int year, int month, int day)
{
  if (month > 0 && month < 13
    && (day > 0 && day <= GetMonthDay(year, month)))
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  else
  {
    cout << "输入格式错误" << endl;
  }
}
void Date::Print()
{
  cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}
bool Date:: operator == (const Date& d)
{
  return _year == d._year
    && _month == d._month
    && _day == d._day;
}
bool Date::operator!=(const Date& d)
{
  return !(*this == d);
}
bool Date::operator<(const Date& d)
{
  return _year < d._year
    || (_year == d._year && _month < d._month)
    || (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day);
}
bool Date::operator<=(const Date& d)
{
  return *this <= d || *this == d;
}
bool Date::operator>(const Date& d)
{
  return !(*this <= d);
}
bool Date::operator>=(const Date& d)
{
  return !(*this < d);
}
Date& Date::operator+=(int day)
{
  if (day < 0)
  {
    *this -= -day;
    return *this;
  }
  _day += day;
  while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
  {
    _day -= GetMonthDay(_year, _month);
    _month++;
    if (_month == 13)
    {
      _year++;
      _month = 1;
    }
  }
  return *this;
}
Date Date::operator+(int day)
{
  Date tmp(*this);
  tmp += day;
  return tmp;
}
Date& Date::operator-=(int day)
{
  if (day < 0)
  {
    *this += -day;
    return *this;
  }
  _day -= day;
  while (_day <= 0)
  {
    --_month;
    if (_month == 0)
    {
      _year--;
      _month = 12;
    }
    _day += GetMonthDay(_year, _month);
  }
  return *this;
}
// d1 - 100 日期 - 天数
Date Date::operator-(int day)
{
  Date tmp(*this);
  tmp -= day;
  return tmp;
}
Date& Date::operator++()
{
  *this += 1;
  return *this;
}
// d1++
Date Date::operator++(int)
{
  Date tmp(*this);
  *this += 1;
  return tmp;
}
// --d1 -> d1.operator--()
Date& Date::operator--()
{
  *this -= 1;
  return *this;
}
// d1-- -> d1.operator--(1)
Date Date::operator--(int)
{
  Date tmp(*this);
  *this -= 1;
  return tmp;
}
// d1 - d2; 日期 - 日期
int Date::operator-(const Date& d)
{
  Date max = *this;
  Date min = d;
  int flag = 1;
  while ( *this < d)
  {
    max = d;
    min = *this;
    flag = -1;
  }
  int n = 0;
  while (min != max)
  {
    ++min;
    ++n;
  }
  return n * flag;
}

text.cpp:

#include"Date.h"
void TextDate1()
{
  Date d1(2023,5,17);
  d1.Print();
  Date d2(2023, 5, 17);
  cout << (d1 == d2) << endl;
}
void TextDate2()
{
  Date d1(2023, 5, 17);
  d1.Print();
  d1 -= 100;
  d1.Print();
  Date d2(2023, 5, 17);
  d2 += -100;
  d2.Print();
}
void TextDate3()
{
  Date d1(2023, 5, 17);
  d1.Print();
  Date d2(2002, 5, 8);
  d2.Print();
  cout << d1 - d2 << endl;
}
int main()  
{
  TextDate3();
  return 0;
}

【C++】类和对象(二)

类的6个默认成员函数

构造函数

概念

特性

析构函数

概念

特性

拷贝构造函数

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特征

赋值运算符重载

运算符重载

赋值运算符重载

前置++和后置++的运算符重载

const成员函数

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。

日期类代码：

Date.h:

Date.cpp:

text.cpp:

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特征

运算符重载

赋值运算符重载

前置++和后置++的运算符重载

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