三.拷贝构造
设计出拷贝构造函数的目的是为了适应一些我要形成一个对象的副本,去做一些运算,这也就是拷贝对象的过程.
首先拷贝构造也是一种构造函数,也就是说也是一种在创建对象的时候同步调用拷贝构造函数,去初始化一个对象,只不过这一次不再是用与传入的成员变量同类型的参数,而是一个同类型的对象去初始化.
传入的是一个同类型的对象,同时结合我们之前学过的构造函数的特征,就可以写出这样的“拷贝构造函数”,但是这样的拷贝构造是错误的,因为会引发无穷递归.
class Date { public: Date(int year=2022, int month=10, int day=12) { _year = year; _month = month; _day = day; } //错误的拷贝构造: Date(Date d) { _year = d._year; _month = d._month; _day = d._day; } private: // 内置类型 int _year; int _month; int _day; }; int main() { Date d1(2022, 2, 2); //拷贝构造 Date d2(d1); return 0; }
错误的拷贝构造:写拷贝构造函数如果使用得是传值传参,由于形参是实参得一种拷贝,所以就得在实参向形参传递得时候完成拷贝构造,然后拷贝构造又要传参,传参又是拷贝构造,这样就引发了无穷递归.
正确的拷贝构造方法是利用传引用传参,使用的是d2的别名,就不用在实参向着形参传递的时候先拷贝(拷贝构造)了,同时使用const修饰,防止被误操作修改了d2对象的成员变量的值,一旦发生,也可以很快的检查出来.
编译器自动生成的拷贝构造函数对于内置类型会进行处理,完成拷贝,对于自定义类型,会调用它的拷贝构造函数.
到这里你是不是想起了编译器自动生成的构造函数对于内置类型是不进行处理的,所以对于日期类和资源清理类都要自己写,但是这里既然编译器自动生成的拷贝构造函数对内置类型会进行处理,自定义类型也会主力,那这是不是意味着拷贝构造函数我们就完全不用自己写了呐?实则不然,这里对内置类型会处理,但这处理的结构可能并非是我们想要的结果,得分日期类和资源清理类进行分类讨论.
class Stack { public: Stack(int capacity) { _a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity); _capacity = capacity; _size = 0; } void Push(int x) { if (_capacity == _size) { int newcapacity = 2 * _capacity; int* temp = (int*)realloc(_a,sizeof(int)*newcapacity); if (temp == NULL) { perror("push::realloc"); exit(-1); } _capacity = newcapacity; _a = temp; } _a[_size++] = x; } void Print() { for (int i = 0; i < _size; i++) { cout << _a[i] << endl; } } ~Stack() { cout << "析构函数" << endl; free(_a); _a = NULL; _capacity = _size = 0; } private: int* _a; int _capacity; int _size; }; int main() { //构造 Stack st1(4); //拷贝构造 Stack st2(st1); return 0; }
我们会发现,这里得对于日期类,编译器默认生成的拷贝构造函数就够我们使用,但是如果是上面的资源清理类,拷贝的结果明显是一种浅拷贝,对于成员变量_a的拷贝明显不是我们想要的结果.
需要写析构函数的，比如栈,默认生成的拷贝构造(浅拷贝)都不能满足我们的拷贝需求,都需要写深拷贝
对于自定义类型 ，拷贝的时候，编译器会调用自定义类型的拷贝构造，比如MyQueue()不用自己写。
四.赋值运算符重载
讲赋值运算符重载之前得先给大家讲讲什么是运算符重载.
C++为了增强程序代码的可读性，使得自定义类型和内置类型一样，能够让自定义类型使用运算符。比如实现两个日期类的对象相加，将运算的结果存到另一个对象中,因为运算符重载的存在,代码可以通俗易懂成这样：
Date d1(2022,1,1); Date d2(2022,12,31); Date d3=d1+d2;//两个日期类对象相加 //同理日期类对象+100天 Date d4=d3+100;
这里因为日期+天数或者日期+日期的函数写起来麻烦一点,所以我们用判断两个日期类对象是否相等来给大家演示:
这里我给大家演示的是将函数定义成了全局的,这样第一个参数就不是this指针,但是C++编译器同样支持把调用函数的方式处理成我们从小到大都熟悉的形式:d1==d2,而非
operator==(d1,d2);
运算符重载的特性:
不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@
运算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。
但是注意:这里的调用方式可以写成内置类型使用运算符的形式,但是运算符重载函数函数名必须是operator加上运算符,返回值和参数个数都参照运算符的规则.
这里因为在类外面,也就是全局要能访问到成员变量,所以我们将成员变量的访问限定符改为了public,给大家一步一步讲:
class Date { public: Date(int year = 2022, int month = 10, int day = 12) { _year = year; _month = month; _day = day; } Date(Date& d) { _year = d._year; _month = d._month; _day = d._day; } //private: // 内置类型 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; } int main() { Date d1(2022, 1, 1); Date d2(2022, 12, 31); if (d1 == d2) { cout << "d1==d2" << endl; } else { cout << "d1!=d2" << endl; } return 0; }
但是显然这里是共有的成员变量肯定是不行的,所以我们采用将全局的运算符重载函数写成成员函数的形式,这样在同一个类里面就可以访问到成员变量了,这样的话,运算符重载函数的第一个参数就是隐含的this指针了,可以少写一个参数,但是既然写成了成员函数,第一个参数就一定要是运算符的第一个操作数,第二个参数一定是运算符的第二个操作数,顺序不能反,因为有一些操作数的顺序是不能反的,比如比较大小运算符.
这里如果有一个全局的和一个类里的成员函数都是判断对象是否相等的运算符重载函数,那么编译器的查找策略是先在类里面找,然后再去全局找,也就是类里优先,其实这也是在告诉我们C++推荐将运算符重载函数定义成成员函数,而非全局的函数(也没法定义成全局的,因为成员变量几乎都是私有访问的)
有了运算符重载得铺垫,我们就可以给大家讲什么是赋值运算符重载了.
对于不同的类,每一种类实例化出来的多个对象之间可能不能比较对象的大小,比如带有字符串的;但是几乎大部分的类实例化出来的对象都是支持对象之间相互赋值的,所以C++就把赋值运算符重载加到了六大默认成员函数的中.
class Date { public: Date(int year = 2022, int month = 10, int day = 12) { _year = year; _month = month; _day = day; } Date(Date& d) { _year = d._year; _month = d._month; _day = d._day; } //注意这里返回的是引用类型,函数结束后局部变量this不存在了,但是*this还是存在的 Date& operator=(const Date& d2) { _year = d2._year; _month = d2._month; _day = d2._day; return *this; } void Print() { cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; } private: // 内置类型 int _year; int _month; int _day; }; int main() { Date d1(2022, 1, 1); Date d2(2022, 12, 31); Date d3 = d2 = d1; d2.Print(); d3.Print(); return 0; }
ps:因为内置类型的赋值运算符的结合顺序是从右向左,而且是支持a=b=c连续赋值的,所以赋值运算符函数必须做到和内置类型的功能一致.
赋值好像和拷贝的意义是差不多的,也就是说赋值重载和拷贝构造的特性是一样的.
等等,这里的Date d3=d2这部分,这里也是赋值运算符重载吗?
实则不是的,这里是拷贝构造,这里一定要注意拷贝构造和赋值重载的区别:
拷贝构造是用一个已经存在的对象,去给一个正在创建的对象进行初始化,
赋值重载是用一个已经存在的对象,去给另一个已经创建的对象进行赋值,
这里的d3显然是正在创建的对象,而d2是已经存在的对象,这是拷贝构造,所以Date d3=d2=d1这里既有赋值重载和拷贝构造.
