【C++】类与对象(二) 构造函数 析构函数 拷贝函数(1)

简介: 【C++】类与对象(二) 构造函数 析构函数 拷贝函数

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:

  1. 函数名与类名相同。
  2. 无返回值并且不允许我们写返回值。
  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。
  5. 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:

  1. 内置类型的成员不做处理
  2. 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

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