一、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。
空类:
class Date { };
二、构造函数
1、 引入
对于构造函数的使用场景我们先来看一段简单都代码:
#include<iostream> #include<stdlib.h> using namespace std; typedef int DataType; class Stack { public: void Init(int _capacity = 4)//缺省参数 { DataType* tmp = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * _capacity); if (nullptr == tmp) { perror("malloc fail:"); exit(-1); } _a = tmp; _Top = 0; _capacity = _capacity; } void Push(int num) { //判断是否应该扩容 if (_Top - 1 == _capacity) { _capacity *= 2; DataType* tmp = (DataType*)realloc(_a,sizeof(DataType) * _capacity); if (nullptr == tmp) { perror("malloc fail:"); exit(-1); } _a = tmp; } _a[_Top] = num; _Top++; } private: DataType* _a; int _Top; int _capacity; }; int main() { Stack s1; s1.Push(1); s1.Push(2); s1.Push(3); return 0; }
运行之后崩了,思考为什么?
答案是:我们没有进行初始化我们的栈,我们没有给空间,自然而然就无法插入数据了!这是很正常的,对于这样没有初始化然后崩溃的例子有很多,我们每次都要使用栈时都要进行初始化,这让我们很不舒服,可不可以当我们创建对象时自动帮我们进行初始化呢?答案是可以的,那便是构造函数!
2、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。
3、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:
- 函数名与类名相同。
- 无返回值并且不允许我们写返回值。
- 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。
- 如果类中没有显式定义构造函数(大白话:自己写构造函数),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。
前面我们说了,当我们在类中在什么都不写时编译器会自动帮我们生成构造函数,当然编译器自动生成的构造函数未必是我们想要的,我们也可以自己写构造函数,当我们自己写了构造函数,那编译器就不会再为我们生成构造函数了。
那么我们来改造一下上面的这个代码吧
#include<iostream> #include<stdlib.h> using namespace std; typedef int DataType; class Stack { public: Stack(int capacity = 4)//缺省参数,此类构造函数可以传也可以不传递形参 { DataType* tmp = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity); if (nullptr == tmp) { perror("malloc fail:"); exit(-1); } _a = tmp; _Top = 0; _capacity = capacity; } void Push(int num) { //判断是否应该扩容 if (_Top - 1 == _capacity) { _capacity *= 2; DataType* tmp = (DataType*)realloc(_a, sizeof(DataType) * _capacity); if (nullptr == tmp) { perror("malloc fail:"); exit(-1); } _a = tmp; } _a[_Top] = num; _Top++; } private: DataType* _a; int _Top; int _capacity; }; int main() { Stack s1(20);//此处不是函数调用,而是类的实例化顺便给构造函数传参数 //Stack s1; //如果是这样则会采用缺省值,即默认开辟4个int类型的空间大小。 s1.Push(1); s1.Push(2); s1.Push(3); s1.Push(4); s1.Push(5); s1.Push(6); s1.Push(7); return 0; }
代码运行成功了,说明编译器自动帮我们调用了我们写的Stack
函数
我们再来看一个类的构造函数
#include<iostream> using namespace std; class Date { public: Date()//无参数的构造函数 { } Date(int year, int month, int day)//函数重载 { _year = year; _month = month; _day = day; } void Print() { cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; } private: int _year; int _month; int _day; }; int main() { Date d1();//报错,错误的调用无参构造函数,会被识别为函数声明!!! //warning C4930: “Date d3(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?) Date d2;//正确的调用无参构造函数 Date d3(2023,2,10);//正确的调用必须传参的构造函数 };
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
看完了需要传递参数的构造函数与不需要传递参数的构造函数,我们再来看看编译器自己实现的构造函数
//不写构造函数 #include<iostream> using namespace std; 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; };
答案很奇怪啊!不是说当我们不写构造函数时,编译器会自己生成一个构造函数吗?并且构造函数的作用就是给对象一个合理的初始化值啊?打印的结果为什么是一个随机值呢?系统生成的构造函数好像没有什么用啊???
答案是: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…,指针,自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型。对于编译器生成的默认构造函数有以下规则:
对于默认生成的构造函数:
- 内置类型的成员不做处理
- 对于自定义类型的成员,会去调用它的默认构造函数。
(默认构造函数包含了:全缺省的构造函数,不用传递参数的构造函数,以及系统默认生成的构造函数)
对于上面的类由于类中的成员全是内置类型,根据以上规则编译器生成的默认构造函数对内置类型不做处理,于是我们看到的还是随机值。
我们看下面一个代码帮助你理解此条规则
#include<iostream> using namespace std; 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; }
看完这个例子相信你对这条规则以及有所了解了,但是我们还有一个问题?我们就想让内置类型与自定义类型一起初始化该怎么办呢?
6 .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。(类似缺省参数)
#include<iostream> using namespace std; 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 = 2023; //给默认值 int _month = 2; //给默认值 int _day = 1; //给默认值 // 自定义类型 Time _t; }; int main() { Date d; return 0; }
7.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? int main() { Date d1; return 0; }
答案是不能,没有传递参数,函数不知道是应该调用无参的函数还是调用全缺省的函数