前言

之前给大家介绍了类和对象的一些基础知识，那么今天我们学习的就是C++中类与对象比较核心的内容，而今天给大家带来的主题就是类的6个默认成员函数。

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。而这6个默认成员函数又可以分为以下三类：

那么我们首先给大家讲解的就是进行我们初始化操作的函数——构造函数。

1.构造函数

我们在使用C语言写程序的时候，对于我们那些数据结构的初始化，我们都需要手动去调用我们先前编写好的函数对其进行初始化操作，这不但调用起来麻烦，而且我们有些时候也会忘记去初始化，直到程序发生问题后我们才会发现该问题，那么又没有一种能够自动进行初始化的函数呢？实际上我们的构造函数就是专门用于解决小编所说的问题的。

1.1 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，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。

1.2 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。

构造函数也可以根据参数类型的不同使其进行函数的重载

这里我给大家简单演示一下：

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int DataType;
class Date
{
public :
  // 1.无参构造函数
  Date()
  {}
  //有参构造函数
  Date(int year, int month, int day)
  {
  _year = year;
  _month = month;
  _day = day;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Date d1(2015, 12, 1);//调用有参构造
  Date d2;//调用无参构造
  return 0;
}

这里的支持重载也给我们的初始化提供了更多的方式。

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。

那么我们这里需要思考一个问题就是我们的的默认构造函数有什么用？我们还需不需要自己写构造函数，实际上这是需要我们分情况而定的，这里我们首先需要知道一点就是：

C++分两种类型：

1.内置类型/基本类型、语言本身定义的基础类型int/char/double/指针等等，任何类型的指针都是内置类型。

2.自定义、用struct/class等等定义类型。

那么知道这一点对我们又什么帮助呢？这就需要我们去知道C++默认构造函数对不同类型的处理方式。

我们不写，编译器默认生成构造函数，内置类型不做处理（有些编译器也会做处理但是那是个性化行为不是所有编译器都会处理），自定义类型会去调用他的默认构造。

这里我就简单的给大家总结一下，我们什么时候不需要自己去写构造函数

结论：1.一般情况下，有内置类型成员，就需要自己写构造函数，不能用编译器自己生成的

2.全部都是自定义类型成员，可以考虑让编译器自己生成

3.内置类型成员都有缺省值，且初始化符合我们的要求

对于这里的第三点我们需要继续往下看，由于这里是总结，那么小编为了大家更好的观看，就给大家总结在一起。

那么第三点是什么意思呢？

这里我们就需要注意：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。也即是：

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;
};

注意：以上的不是给成员变量初始化，因为这里只是声明，这里实际上给的是默认的缺省值，给编译器生成默认构造函数用（但是当我们写了构造函数后，这里的缺省值就不会被使用）

6. 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。

这里小编给大家简单演示一下：

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int DataType;
class Date
{
public :
  // 1.无参构造函数
  Date()
  {}
  //有参构造函数
  Date(int year=1, int month=2, int day=3)
  {
  _year = year;
  _month = month;
  _day = day;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Date d1(2015, 12, 1);//调用有参构造
  Date d2;//调用无参构造
  return 0;
}

这里我们可以看到编译器给我们显示：

2. 析构函数

介绍完了构造函数，那么这里就给大家介绍一下进行对象销毁的函数。对于那种我们自己进行动态资源申请的空间，我们之前每次实现了销毁函数，但是很多时候忘记了调用，而这编译器又检测不出来，所以这种时候我们就会造成内存泄漏，而我们的析构函数也是一种会自动调用的函数，因此我们也不必担心。

2.1 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。

2.2 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.如果我们没有自己编写析构函数，那么系统也会自动产生一个默认的析构函数，那么默认的析构函数又有什么作用呢？

对于析构函数这里对不同类型其处理方式也是不一样的，具体如下：

1.内置成员不做处理

2.自定义类型会去调用他的析构函数

由于内置成员不进行处理，那么我们在进行动态资源申请时，该空间不会自动给我们释放，如果我们还使用默认析构函数就会造成内存泄漏。但是不涉及动态资源申请的情况，我们的一般内置类型是会随着其出来作用域自动销毁的，因此我们这里可以下一个结论就是。

1.一般情况下，有动态申请资源，就需要写显示析构函数释放资源

2.没有动态申请的资源，不需要写析构函数

3.需要释放资源的成员都是自定义类型，不需要写析构

既然理论已经给大家讲解完毕了，那么这里小编就给大家简单实现一个析构函数，让大家看看其运行过程。

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
 //构造函数
  Stack(int capacity)
  {
  cout << "Stack" << endl;
  a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
  if (a == nullptr)
  {
    perror("malloc fail");
    return;
  }
  _capacity = capacity;
  _length = 0;
  }
//析构函数（这里出现了动态资源的申请所以提需要自己写析构函数）
  ~Stack()
  {
  cout << "~Stack" << endl;
  free(a);
  a = nullptr;
  _capacity = 0;
  _length = 0;
  }
private:
  int* a;
  int _capacity;
  int _length;
};
int main()
{
  Stack st(12);
  return 0;
}

这里我们分别实现了一个构造函数和析构函数，这里我们创建了一个对象，如果该自动调用构造函数那么就会输出Stack，如果我们对象销毁自动调用析构函数就会输出~Stack。那么我们这里运行一下，看结果如何。

此外对于对象的构造顺序是按对象出现顺序进行创建的，但是我们销毁在同一个生命周期的对象是按栈后进先销毁的顺序进行的，这里大家需要注意一下。

3. 拷贝构造函数

在生活中我们可能会发现两个相同的杯子，那么对于我们创建对象的时候能不能使其与一个已经创建出来的对象一模一样呢？实际上我们的拷贝构造函数干的就是这个工作。

3.1 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。

3.2 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。

对于拷贝构造表示方式我这里给大家演示一下，以方便大家理解第一点的内容

Date(const Date& d)

{

}

这里我们可以很明显的看到我们这里除了形参是类类型之外实际上该本质上与构造函数没有任何区别，因此拷贝构造也就是构造函数的重载形式。

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。

这里就需要我给大家解释一下，首先我们C++语法中对内置类型是直接拷贝，自定义类型必须使用拷贝构造完成，那么我们在传值的时候我们进行的是值传递，那么之前小编给大家提到过，进行值传递的时候，并不是直接复制给形参，而是先进行临时拷贝，再赋值给形参，所以我们在进行值传递，然后要进行复制，就会再次调用拷贝构造，就会这样无穷的循环下去。

那么讲到这里我相信大家已经明白了一个大概，那么这里先给大家简单实现一个，让大家看一下拷贝构造的作用

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
 //构造函数
  Stack(int capacity)
  {
  cout << "Stack" << endl;
  a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
  if (a == nullptr)
  {
    perror("malloc fail");
    return;
  }
  _capacity = capacity;
  _length = 0;
  }
//析构函数（这里出现了动态资源的申请所以提需要自己写析构函数）
  ~Stack()
  {
  cout << "~Stack" << endl;
  free(a);
  a = nullptr;
  _capacity = 0;
  _length = 0;
  }
//拷贝构造
  Stack(const Stack& s)
  {
  a = (int*)malloc(sizeof(int) * s._capacity);
  if (a == nullptr)
  {
    perror("malloc fail");
    return;
  }
  memcpy(a, s.a, sizeof(int) * s._length);
  _capacity = s._capacity;
  _length = s._length;
  }
private:
  int* a;
  int _capacity;
  int _length;
};
int main()
{
  Stack st(12);
  Stack st1(st);
  return 0;
}

这里我们调试一下，看看会出现什么情况

这里我们发现经过拷贝构造后该两个人对象的值都是一致的。但是我们这里实现的是深拷贝，那么什么又是深拷贝，什么又是浅拷贝呢？我们继续往下看。

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。

这里的意思就是会将对应的内置类型按照一个字节，一个字节的方式进行拷贝，对于自定义类型就会调用其自己的拷贝构造函数，而这样就会造成一些问题，我们继续往下看，这里给大家再举一个例子：

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
  Stack(size_t capacity = 10)
  {
  _array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
  if (nullptr == _array)
  {
    perror("malloc申请空间失败");
    return;
  }
  _size = 0;
  _capacity = capacity;
  }
  void Push(const DataType& data)
  {
  // CheckCapacity();
  _array[_size] = data;
  _size++;
  }
  ~Stack()
  {
  if (_array)
  {
    free(_array);
    _array = nullptr;
    _capacity = 0;
    _size = 0;
  }
  }
private:
  DataType* _array;
  size_t _size;
  size_t _capacity;
};
int main()
{
  Stack s1;
  s1.Push(1);
  s1.Push(2);
  s1.Push(3);
  s1.Push(4);
  Stack s2(s1);
  return 0;
}

这里我们进行浅拷贝，我们运行一下：

这里我们很明显发现程序崩溃了，这就是因为浅拷贝我们的两个对象的成员_array使用了同一块空间，这就造成了我们调用析构函数后该空间被销毁两次造成了崩溃。

那么进行浅拷贝后的模型是：

而且这里还会出现一个问题就是：一个修改会影响另外一个。

所以我们一旦涉及到资源申请时，则拷贝构造函数是一定要写的。

那么拷贝构造函数什么时候会被调用呢？这里我们简单的总结一下：

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

对于对象的创建，我想大家都知道其原理，这里对于函数参数，以及返回值，这里都会经历一个临时拷贝，再赋值的过程给变量的过程。

4.赋值运算符重载

在我们进行一些基本类型的比较以及进行某些操作，我们可以通过运算符直接得出我们需要的结果，但是在我们C++中使用的很多类型基本都是我们自己定义的类型，那我们该直接使用运算符如何比较其大小呢？这里我们就可以使用运算符重载去完成。

4.1 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)

这里小编就给大家简单的实现一个日期类的<这个运算符：

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
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 << "非法日期" << endl;
  assert(false);
  }
}
bool operator < (const Date& d)
{
  if (_year < d._year)
  {
  return true;
  }
  else if (_year == d._year && _month < d._month)
  {
  return true;
  }
  else if (_year == d._year && _month == d._month && _day == d._day)
  {
  return true;
  }
  else
  {
  return false;
  }
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
nt main()
{
  Date d1(2023, 2, 5);
  Date d2(2020,2,5);
  cout << (d1<d2) << endl;
  return 0;
}

这里我们分别实现一个构造函数以及<这个操作符重载函数，这里我们通过d1<d2这个调用这个重载函数，虽然我们此处是这样调用的，但是在编译的过程中编译器会将其自动替换为d1.operator<(d2)，这里我们运行一下看一下结果：

这里我相信大家已经基本了解了运算符重载的过程，但是下面还有几点是我们大家需要去注意一下的：

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 ?: . 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。)

4.2.赋值运算符重载

赋值运算符重载是我们运算符重载的一种，但是作为赋值运算符，其有着其本身的特殊性。这里有关于其的几个特点需要我们去了解一下：

1. 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

检测是否自己给自己赋值（进行判断即可）

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

返回*this ：要符合连续赋值的含义

这里我给大家演示一下：

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
  // 全缺省的构造函数
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
   _year = year;
   _month = month;
   _day = day;
} 
  // 赋值运算符重载
// d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)
Date& operator=(const Date& d)
{
   _day = d._day;
   _month = d._month;
   _year = d._year;
   return *this;
}
  // 析构函数
~Date()
{
}
//打印日期类
void Printf()
{
  cout << _year << "-"  << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
  Date d1(2023, 2, 5);
  Date d2(2020,2,5);
  Date d3(1919, 3, 6);
  d2 = d1 = d3;
  d1.Printf();
  d2.Printf();
  d3.Printf();
  return 0;
}

这里我们运行一下：

这里我们发现了我们实现了连续赋值，这里我们返回*this（this指针记录的是我们调用对象的地址则*this访问的就是我们的调用对象，这里我们需要注意的是我们不可以返回this指值然后再解引用，因为this指针在函数调用结束后就自动销毁了）也就是为了实现连续赋值，这里由于运算符特性该是从左向右的方向执行的，所以这里先执行d1=d3，然后d1就和d3的值一致，然后返回d1，再执行d2=d1，然后d2=d1.

2. 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

（注意我们这里只是赋值运算符只能在类内重载，其他运算符是可以在类外重载的，但这里有一些小细节需要我们类和对象（三）中给大家讲解）

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。

3. 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。

因此这里和拷贝构造一样，当我们存在动态资源申请的时候就需要自己重写赋值运算符重载。

说到拷贝构造我们这里需要注意其有一点的不同:

拷贝构造是用一个存在的对象初始化另一个对象，但是赋值运算符重载是两个已经存在的地对象复制拷贝，所以这里大家看一下：当Date d4=d2,这里虽然是使用赋值运算符，但是该本质还是拷贝构造，因为这里还是用一个对象初始化一个对象。

4.3 前置++和后置++重载

这里小编为什么要单独介绍前置++和后置++呢？这是因为我们的前置++和后置++返回的值不一样，前置++是返回加后的值，而后置++是返回加前的值，再++。所以我们这里的实现过程是不一样的，而且编译器为了区分前置和后置++还给后置++的参数进行了特殊处理，这里我们细看。

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;
};

既然前置++和后置++是这么实现的，那么前置--和后置--的实现也是大同小异，但是在使用过程中小编更推荐大家使用前置++。这里我们分别对前置++和后置++进行对比，我们可以发现，后置++在调用过程中多涉及到了两次拷贝构造函数的调用，这就会严重的运行程序运行效率。

5. .const成员

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。

这里假设我们这里有两个对象，一个利用const修饰，一个是普通对象，这里我们调用成员函数看看会出现什么效果：

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
  // 全缺省的构造函数
  Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
  {
  _year = year;
  _month = month;
  _day = day;
  }
  // 赋值运算符重载
  // d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)
  // 析构函数
  ~Date()
  {
  }
  //打印日期类
  void Printf()
  {
  cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Date d1;
  const Date d2;
  d1.Printf();
  d2.Printf();
  return 0;
}

我们这里可以发现这里d2对象此处调用Printf函数出现了如下问题这是什么原因呢？

之前和大家讲解过，对象在调用成员函数会通过this指针自动传递对象的地址，那么该this指针类型我们都知道是Date *const this,这里的this不能改变指向，但是可以改变内容，但是d2这个对象，的类型是const Date*，这里类型不符合是一个问题还有一个问题是，d2这个对象的类型是不允许改变其成员变量的，所以我们传参的过程其实是一个权限放大的过程，那么就会产生错误：

那么我们这里的const关键字就是用来解决这个问题的，这里我们只需要给this指针类型再用一个const修饰即可，也就是const Date* const this,那么我们this指针是系统自定义的，所以我们不能直接进行修饰，直接放在括号内又容易引起歧义，所以我们的祖师爷是将其放在了函数后，也就是：

大家配合理解一下。

6.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
};

C++之类和对象（二）

前言

1.构造函数

1.1 概念

1.2 特性

2. 析构函数

2.1 概念

2.2 特性

3. 拷贝构造函数

3.1 概念

3.2 特征

4.1 运算符重载

4.2.赋值运算符重载

4.3 前置++和后置++重载

5. .const成员

6.取地址及const取地址操作符重载

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C++之类和对象（二）

前言

1.构造函数

1.1 概念

1.2 特性

2. 析构函数

2.1 概念

2.2 特性

3. 拷贝构造函数

3.1 概念

3.2 特征

4.1 运算符重载

4.2.赋值运算符重载

4.3 前置++和后置++重载

5. .const成员

6.取地址及const取地址操作符重载

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