【C++】类和对象（中）-阿里云开发者社区

一、类的6个默认成员函数

如果一个类当中什么成员都没有，那么这个类就叫做空类。

空类当中是什么都没有吗？其实并不是，任何类在什么都不写的时候。编译器会自动生成一下6个默认成员函数。

默认成员函数：用户没有显式实现，编译器会自动生成的成员函数称为默认成员函数。

接下来就一个一个介绍每个默认成员函数。

二、构造函数

对于我们之前写的类，每次都要通过调用一个Init函数来进行初始化，但是每次创建对象都调用该方法来设置信息，是不是有点太麻烦了。所以有了构造函数。

构造函数是一个特殊的成员函数，名字与类名相同，创建类类型对象的时候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，并在在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，需注意的是：构造函数虽然名字叫构造，但是构造函数的主要任务不是开空间创建对象，而是初始化对象。

特征如下：

函数名和类名相同
无返回值
对象实例化时，编译器自动调用对应的构造函数

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
    // 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
    // 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?)
    Date d3();
}

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，编译器将不在自动生成
关于编译器自动生成的默认成员函数，我们会有这样的疑惑：不实现构造函数的情况下，编译器会生成默认的构造函数。但是看起来默认的构造函数好像没什么？当对象调用了默认的构造函数，但是里面的成员变量仍然是随机值。这样是不是可以认为编译器生成默认的构造函数没有什么用处？

C++把类型分为内置类型（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。自定义类型就是我们自己定义的类型，看看下面的程序我们就会发现编译器生成的默认的构造函数会对自定类型成员_t调用它的默认成员函数

class Time
{
public:
  Time()
  {
    cout << "Time()" << endl;
    _hour = 0;
    _minute = 0;
    _second = 0;
  }
private:
  int _hour;
  int _minute;
  int _second;
};
class Date
{
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;
  return 0;
}

注意：C++11当中针对内置成员函数不初始化的缺陷，又进行了改进。即：内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值

class Time
{
public:
  Time()
  {
    cout << "Time()" << endl;
    _hour = 0;
    _minute = 0;
  }
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;
}

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。

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？
void Test()
{
  Date d1;
}

这个代码可以编译通过吗？

肯定是不行的，因为编译器不知道调用哪个函数。

三、析构函数

通过前面构造函数的介绍，我们知道了一个对象是怎么来的，那么一个对象又是怎么没的呢？

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省的销毁，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，特征如下：

析构函数名是在类名前加上字符~
无参数无返回值类型
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：析构函数不能够重载
对象声明周期结束时，C++编译系统自动调用析构函数

关于编译器自动生成的析构函数，是否会完成一些事情呢？

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三个是内置成员类型，销毁时不需要清理资源，最后系统直接将其内存收回即可。但是_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，所以调用time类的析构函数。但是main函数当中不能直接调用Time类的析构函数，实际释放的是Date类对象，所以编译器会调用Date类的析构函数，而Date没有显示提供，则编译器会给Date类提供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类销毁时，要保证其内部的每个自定义对象都要销毁。

注意：创建那个类的对象则调用该类的构造函数，销毁那个类的对象则调用该类的析构函数

如果类中没有申请资源，析构函数可以不写，直接使用编译器生成的默认的析构函数。

四、拷贝构造函数

那在创建对象的时候，能否创建一个与已存在的对象一模一样的新对象呢？

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（一般用const修饰），在用已存在的类类型对象创建新对象是又编译器自动调用

特征

拷贝构造函数也是特殊的成员函数，特征如下：

拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式
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
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;
    }
    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
{
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);
    return 0;
}

注意：在编译器生成的默认拷贝构造函数当中，内置类型是按字节方式直接拷贝的，而自定义类型是调用拷贝构造函数完成拷贝的

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，还需要自己实现嘛? 当然像日期这样的类是不需要的。

当时如下情况，默认的拷贝函数是不是就不行了那。

注意：类中如果没有涉及资源申请时，拷贝函数是否写都可以；一旦涉及到资源申请，拷贝函数就需要我们自己完成了

拷贝构造函数使用场景

使用已存在对象创建新对象
函数参数类型为类类型参数对象

函数返回值类型为类类型对象

为了提高效率，一般对象传参的时候，尽量使用引用类型，返回根据实际场景来定。能用引用尽量使用引用

五、运算符的重载

看这篇文章

六、日期类的实现

#include <iostream>
#include <cassert>
using namespace std;
class Date {
public:
    static int getMonthDay(int year, int month) { // 获取当月的天数
        int days[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 days[month];
        }
    }
    explicit Date(int year = 2023, int month = 2, int day = 9) {// 判断输入的月份是否正确
        if ((month > 0 && month < 13) && (day > 0 && day <= getMonthDay(year, month))) {
            _year = year;
            _month = month;
            _day = day;
        }
    }
    void Print() const {
        cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
    }
    bool operator==(const Date& d) const {
        return _year == d._year && _month == d._month
            && _day == d._day;
    }
    bool operator<(const Date& d) const {
        return _year < d._year || (_year == d._year && _month < d._month)
            || (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day);
    }
    bool operator<=(const Date& d) const {
        return *this < d || *this == d;
    }
    bool operator>(const Date& d) const {
        return !(*this <= d);
    }
    bool operator>=(const Date& d) const {
        return (*this == d) || (*this) > d;
    }
    bool operator!=(const Date& d) const {
        return !(*this == d);
    }
    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 operator+(int day) const {
        Date tmp(*this);
        tmp += day;
        return tmp;
    }
    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;
    }
    Date operator-(int day) const {
        Date tmp(*this);
        tmp -= day;
        return tmp;
    }
    Date& operator++() {
        *this += 1;
        return *this;
    }
    Date operator++(int) {
        Date tmp(*this);
        *this += 1;
        return tmp;
    }
    Date& operator--() {
        *this -= 1;
        return *this;
    }
    Date operator--(int) {
        Date tmp(*this);
        *this -= 1;
        return tmp;
    }
    int operator-(const Date& d) const {
        Date max = *this;  // 2000
        Date min = d;       // 2022
        int flag = 1;
        if (*this < d) {
            max = d;
            min = *this;
            flag = -1;
        }
        int n = 0;
        while (min != max) {
            min++;
            n++;
        }
        return n * flag;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
int main() {
    Date date1(2002, 1, 1);
    Date date2(2000, 1, 2);
    int ret = date2 - date1;
    cout << ret << endl;
//    Date date3(2000, 1, 1);
//    int i = 0;
//    while (i < 10) {
//        date3++;
//        i++;
//    }
//    date3.Print();
}

以上的代码需要注意前置++和后置++的区别。和需要求x天之后的日期实现方法，x天之前日期的实现方法。两个日期相差几天的实现方法。

七、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，实际修饰的是该成员函数隐藏的this指针，表示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();
}

const对象可以调用非const成员函数吗？
非const对象可以调用const成员函数吗？
const成员函数可以调用其它的非const成员函数吗？
非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗？

权限可以缩小，但是不能放大。

八、取地址及const取地址操作符重载

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。如让别人获取到指定的内容

【C++】类和对象（中）

一、类的6个默认成员函数

二、构造函数

特性

三、析构函数

特性

四、拷贝构造函数

特征

五、运算符的重载

六、日期类的实现

七、const成员

八、取地址及const取地址操作符重载

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【C++】类和对象（中）

一、类的6个默认成员函数

二、构造函数

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三、析构函数

特性

四、拷贝构造函数

特征

五、运算符的重载

六、日期类的实现

七、const成员

八、取地址及const取地址操作符重载

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