一.类的六个默认成员函数

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 {};

二构造函数

（1）概念

class Date
{
public:
  void Init(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()
{
  Date d1;
  d1.Init(2022, 7, 5);
  d1.Print();
  Date d2;
  d2.Init(2022, 7, 6);
  d2.Print();
  return 0;
}

对于Date类，可以通过 Init 公有方法给对象设置日期，但如果每次创建对象时都调用该方法设置

信息，未免有点麻烦，那能否在对象创建时，就将信息设置进去呢？

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。

（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.构造函数可以重载。

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(2015, 1, 1); // 调用带参的构造函数
  Date d3();
}

注意：

Date d3();

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。

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。

warning C4930: “Date d3(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?)

4.对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。

我们通过调试来观察，当我们实例化一个对象的时候，会不会自动调用他的构造函数。

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:
   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()
{ 
  Date d1;
  return 0;
}

上述程序成功执行。

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()
{ 
  Date d1;
  return 0;
}

1. 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。

2.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。

3.无参构造函数，放开后报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用。

在我们没有自己设计构造函数的时候，编译器会自己生成一个构造函数，我们来看一下编译器自己生成的构造函数会做些什么。

class Date
{
public:
  void Print()
  {
    cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{ 
  Date d1;
  d1.Print();
  return 0;
}

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，看看

下面的程序，就会发现编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员_t调用的它的默认成员

函数。

class Time
{
public:
  Time()
  {
    cout << "Time()" << endl;
    _hour = 0;
    _minute = 0;
    _second = 0;
  }
private:
  int _hour;
  int _minute;
  int _second;
};
class Date
{
public:
  void Print()
  {
    cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
  }
private:
  // 基本类型(内置类型)
  int _year;
  int _month;
  int _day;
  // 自定义类型
  Time _t;
};
int main()
{
  Date d;
  d.Print();
  return 0;
}

这里打印了"Print()"，也就是说编译器对_t成员变量调用了它的构造函数，也就说明在d对象里面我们没有自己实现构造函数，而编译器自己实现的构造函数，只对自定义类型成员变量做处理（调用其对应的构造函数），对内置类型是不做任何处理的。

对于上述的结果，我们应该有一个疑惑。如果我们就是没有实现构造函数，那对于我们来说对处理手动实现构造函数以外，还有没有其他的方式来实现对内置类型的成员变量的初始化呢？

在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。如下面代码：

class Date
{
public:
  void Print()
  {
    cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
  }
private:
  // 基本类型(内置类型)
  int _year = 2022;
  int _month = 2;
  int _day = 5;
};
int main()
{
  Date d;
  d.Print();
  return 0;
}

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。

class Date
{
public:
  Date()
  {
    _year = 1900;
    _month = 1;
    _day = 1;
  }
  Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
// 以下测试函数能通过编译吗？
int main(){
{
  Date d1;
}

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。所以也就导致，实例化一个对象的时候，编译器就无法分清楚该调用那个构造函数，这就是默认构造函数只能与一个的原因。

我们给d1对象指定的实际参数列表：

class Date{
public:
  Date(){
    _year = 1900;
    _month = 1;
    _day = 1;
  }
  Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
// 以下测试函数能通过编译吗？
int main(){
  //给出实际参数
  Date d1(10,200,300);
}

此时又可以成功的编译了，当我们写了参数，也就给编译器指定了调用构造函数。

三.析构函数

大家还记得Leetcode有效的括号这一题嘛，我们利用栈结构来进行括号的匹配。

其中的主要逻辑代码：

bool isValid(char * s){
    ST* stact =StactInit();
    while(*s)
    {
        if(*s=='('||*s=='{'||*s=='[')
        {
            StactPushBank(stact,*s);
            s++;
        }
        else
        {
            if(StactEmpty(stact))
            {
                StactDestory(stact);
                return false;
            }
            char ch=StactTop(stact);
            StactPopBank(stact);
            if((ch=='(' && *s==')')||
               (ch=='[' && *s==']')||
                ch=='{' && *s=='}')
                {
                    s++;
                }
                else
                {
                    StactDestory(stact);
                    return false;
                }
        }
    }
    if(!StactEmpty(stact))
    {
        StactDestory(stact);
        return false;
    }
    StactDestory(stact);
    return true;
}

我们要充分考虑各种可能结束的情况，从而在每次结束之前对栈进行销毁，可谓非常的不爽。

而在C++中就是非常好的解决了这个问题——析构函数。

（1）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没呢的？

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。

（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。

typedef int DataType;
class Stack
{
public:
  Stack(size_t capacity = 3)
  {
    _array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
    if (NULL == _array)
    {
      perror("malloc申请空间失败!!!");
      return;
    }
    _capacity = capacity;
    _size = 0;
  }
  void Push(DataType data)
  {
    // CheckCapacity();
    _array[_size] = data;
    _size++;
  }
  // 其他方法...
  //析构函数
  ~Stack()
  {
    if (_array)
    {
      free(_array);
      _array = NULL;
      _capacity = 0;
      _size = 0;
    }
  }
private:
  DataType* _array;
  int _capacity;
  int _size;
};

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=0;
  int _minute=0;
  int _second=0;
};
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：

1.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。

2.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。

3.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Date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。

4.注意：创建哪个类的对象则调用该类的够构函数，销毁那个类的对象则调用该类的析构函数。

6.如果类中没有申请资源时，析构函数可以不写，直接使用编译器生成的默认析构函数，比如

Date类；有资源申请时，一定要写，并且正确的 free() 我们申请的空间，否则会造成内存泄漏，比如Stack类。

四.拷贝构造函数

在生活中，可能存在长得非常像的两个人，我们称之为，双胞胎。

如果我们需要实例化两个一模一样的对象，此时就需要调用对象的拷贝构造函数。

（1）概念

在C++中想要拷贝一个对象，就只能通过调用其对应的拷贝构造函数。

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。

（2）特性

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。

拷贝构造函数的参数只有一个参数，且必须是类类型的对象的引用，如果是值，会引发引发无穷的函数递归调用。

原因：我们知道，函数的传值调用，形式参数是对实际参数的一份临时拷贝，如果参数是类类型，就必须要调用其对应的拷贝构造函数，而调用拷贝构造函数就又要传类类型的参数，又要调用拷贝构造函数~~~~

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

class Time
{
public:
  Time()
  {
    _hour = 1;
    _minute = 1;
    _second = 1;
  }
  //拷贝构造函数
  Time(const Time& t)
  {
    _hour = t._hour;
    _minute = t._minute;
    _second = t._second;
    cout << "Time::Time(const Time&)" << endl;
  }
private:
  int _hour;
  int _minute;
  int _second;
};
class Date
{
public:
  void show()
  {
    cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
  }
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 d1;
  // 用已经存在的d1拷贝构造d2，此处会调用Date类的拷贝构造函数
  // 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数，则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构造函数
  Date d2(d1);
  d1.show();
  d2.show();
  return 0;
}

说明：Date d2 (d1) : 用已经存在的d1拷贝构造d2，此处会调用Date类的拷贝构造函数，如果没有显式定义拷贝构造函数，则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构造函数。输出“Time::Time(const Time&)”，证明自定义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的；

注意：这也是拷贝构造：

Date d2 = d1;

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。

什么是深浅拷贝的我们举个例子看看：

4.编译器生成的默认拷贝构造函数已经可以完成字节序的值拷贝了，还需要自己显式实现吗？
当然像日期类这样的类是没必要的。那么下面的类呢？验证一下试试？

class A
{
public:
  A()
  {
    a = 10;
    arr = (int*)malloc(sizeof(int) * a);
    for (int i = 0; i < a; i++)
    {
      arr[i] = i;
    }
  }
  void show()
  {
    for (int i = 0; i < a; i++)
    {
      cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;
  }
  int* arr;
  int a;
};
int main()
{
  A a;
  A b(a);
  //修改b对象的arr数组
  for (int i = 0; i < b.a; i++)
  {
    b.arr[i]=0;
  }
  //观察两个对象中arr的元素
  b.show();
  a.show();
  return 0;
}

修改b对象的 arr ，a对象的 arr 也会被修改，浅拷贝危害：就像上述图中，浅拷贝指针和原结构指针，共同指向同一块空间，就会使得两者相互影响。

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

class Date
{
public:
  Date(int year, int minute, int day)
  {
    cout << "Date(int,int,int):" << this << endl;
  }
  Date(const Date& d)
  {
    cout << "Date(const Date& d):" << this << endl;
  }
  ~Date()
  {
    cout << "~Date():" << this << endl;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
Date Test(Date d)
{
  Date temp(d);
  return temp;
}
int main()
{
  Date d1(2022, 1, 13);
  Test(d1);
  return 0;
}

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。

Date Test(const Date& d)
{
  Date temp(d);
  return temp;
}

我们在test传递参数的时候使用引用，也减少了拷贝构造的调用次数。

C++类与对象（中）

一.类的六个默认成员函数

二构造函数

（1）概念

（2）特性

三.析构函数

（1）概念

（2）特性

四.拷贝构造函数

（1）概念

（2）特性

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