【C++】类和对象(中)(一)

简介: 【C++】类和对象(中)(一)

1.类的6个默认成员函数


如果一个类中没有任何成员,那么我们把它称为空类。空类中也会自动生成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。

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接下来我们详细介绍一下这几个默认成员函数


2. 构造函数


2.1概念与特征

在C语言实现的数据结构中,下面以栈(Stack)为例,我们实现过StackInit这个接口,用于对栈进行初始化,但是我们在使用栈的时候会经常忘记调用这个函数对栈初始化,C++为了解决这个问题,就创建了一个叫做构造函数的默认成员函数,用来对类进行初始化。而且它会在类实例化的时候自动调用,这就完美解决了我们忘记调用的问题。


这里需要注意的是,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. 构造函数可以重载和缺省参数。
  1. 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。
  1. 编译器自动生成的构造函数对于内置类型不做任何处理,对于自定义类型调用其默认构造函数。
  1. 无参的构造函数、全缺省的构造函数和编译器默认生成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1个。

总结:不传参数就可以调用的构造函数,就叫默认构造函数


2.2特征分析

下面我们以Date类为例:

class Date
{
public:
  Date(int year = 1970, int month = 1, int day = 1)//构造函数
  {
    _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.Print();
  return 0;
}


在定义构造函数的时候,函数名与类名相同(特征1),并且没有返回值(特征2),上述代码运行的结果如下:

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显然我们并没有初始化d1,但是输出的d1结果是已经被初始化完成的,所以在实例化d1的时候就已经自动调用了构造函数。(特征3)

class Date
{
public:
  Date(int year, int month = 1, int day = 1)//构造函数
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  Date()//构造函数重载
  {
    _year = 1970;
    _month = 1;
    _day = 1;
  }
  void Print()
  {
    cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Date d1;
  Date d2(2022);
  d1.Print();
  d2.Print();
  return 0;
}


在上述代码构造函数的参数中可以看到我们给出了缺省值,调用的时候程序可以正常运行,可见构造函数可以给出缺省值,并且两个构造函数无参和带参构成函数重载(特征4)


这里注意一下,无参和带参全缺省的构造函数不能同时出现,虽然语法上没有问题,但是在调用的时候会产生二义性,出现调用不明确的问题。

在类中如果需要自己实现构造函数的话,一般推荐实现一个全缺省的构造函数即可,防止出现冗余

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按照上述的特性5,如果在类中我们没有实现构造函数,那么编译器会自动给我们生成一个无参的构造函数,但是上图中可以看到,似乎编译器自动生成的构造函数并没有什么用,原因在特性6已经说明:编译器自动生成的构造函数并不能对内置类型进行操作,对于自定义的类型,会调用它的默认构造函数。


注意: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

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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,由于默认构造函数时无参的,所以如果出现多于一个的情况,那么调用的时候就会出现二义性,因此,只能存在一个默认构造函数**(特性7)**。


3.析构函数


3.1概念与特征

上面我们介绍了构造函数,它是对标C语言实现的栈中的StackInit,析构函数对标的就是StackDestory。那么相对应的,析构函数的任务不是销毁对象,而是完成对象中的资源清理工作


析构函数的特征如下:

  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。(析构函数不能重载)
  4. 对象生命周期结束时,C++编译器自动调用析构函数。
  5. 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,对内置类型不做操作
  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,否则会造成资源泄漏,比如Stack类。


3.2特征分析

下面我们以Stack类为例:

class Stack
{
public:
  Stack(int capacity = 4)
  {
    _a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
    if (_a == nullptr)
    {
      perror("malloc fail");
      exit(-1);
    }
    _top = 0;
    _capacity = capacity;
  }
  ~Stack()
  {
    free(_a);
    _a = nullptr;
    _top = _capacity = 0;
  }
    void Push(int x)
  {
    //...
  }
private:
  int* _a;
  int _top;
  int _capacity;
};


在定义析构函数的时候,函数名函数名是在类名前加上字符 ~(特征1),并且没有参数和返回值(特征2)。


基于上述的Stack类,我们定义一个MyQueue类:

class MyQueue
{
public:
  void Push(int x)
  {
    _pushST.Push(x);
  }
private:
  Stack _pushST;
  Stack _popST;
};


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运行上述代码,发现结果中输出了构造函数和析构函数的函数名,证明在代码运行的过程中自动调用了构造函数和析构函数(特征4)

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运行上述代码,我们可以看到调用了两次Stack的构造函数和析构函数,所以对于MyQueue中的Stack的成员,编译器会自动调用他的析构函数(特性5)

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