类和对象(中)

简介: 类和对象(中)

1. 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。空类中什么都没有吗?并不是的,任何一个类在我们不写的情况下,都会自动生成下面6个默认成员函数。


2. 构造函数

2.1 概念

对于以下的日期类:

class Date
{
public:
  void SetDate(int year, int month, int day)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  void Display()
  {
    cout <<_year<< "-" <<_month << "-"<< _day <<endl;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Date d1,d2;
  d1.SetDate(2022,6,21);
  d1.Display();
  Date d2;
  d2.SetDate(2022,6,22);
  d2.Display();
  return 0;
}


对于Date类,可以通过SetDate公有的方法给对象设置内容,但是如果每次创建对象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?

答案是通过构造函数实现,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,保证每个数据成员都有 一个合适的初始值,并且在对象的生命周期内只调用一次。

2.2 特性

构造函数是特殊的成员函数,需要注意的是,构造函数的虽然名称叫构造,但是需要注意的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。

其特性如下:

  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。
    例如:
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
  Date d3();
}
  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。
    例如:
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;
  }
  */
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
void Test()
{
  // 没有定义构造函数,对象也可以创建成功,因此此处调用的是编译器生成的默认构造函数
  Date d;
}


  1. 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,都可以认为是默认成员函数。
    例如:
// 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;
}

显然,答案是不能,因为此时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。

3. 析构函数

3.1 概念

析构函数:与构造函数功能相反,析构函数不是完成对象的销毁,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,完成类的一些资源清理工作。

3.2 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。
  3. 一个类有且只有一个析构函数。若未显式定义,系统会自动生成默认的析构函数。
  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。
    例如:
typedef int DataType;
class SeqList
{
public :
  SeqList (int capacity = 10)
  {
    _pData = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
    assert(_pData);
    _size = 0;
    _capacity = capacity;
  }
  ~SeqList()
  {
    if (_pData)
    {
      free(_pData ); // 释放堆上的空间
      _pData = NULL; // 将指针置为空
      _capacity = 0;
      _size = 0;
    }
  }
private:
  int* _pData ;
  size_t _size;
  size_t _capacity;
};
  1. 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,对会自定类型成员调用它的析构函数。
    例如:
class String
{
public:
  String(const char* str = "jack")
  {
    _str = (char*)malloc(strlen(str) + 1);
    strcpy(_str, str);
  }
  ~String()
  {
    cout << "~String()" << endl;
    free(_str);
  }
private:
  char* _str;
  };
    class Person
  {
private:
  String _name;
  int _age;
};
int main()
{
  Person p;
  return 0;
}

4. 拷贝构造函数

4.1 概念

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。

4.2 特征

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使用引用传参,使用传值方式会引发无穷递归调用。
    例如:
class Date
{
public:
  Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  Date(const Date& d)
  {
    _year = d._year;
    _month = d._month;
    _day = d._day;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Date d1;
  Date d2(d1);
  return 0;
}

  1. 若未显示定义,系统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,这种拷贝我们叫做浅拷贝,或者值拷贝。
    例如:
class Date
{
public:
  Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Date d1;
  // 这里d2调用的默认拷贝构造完成拷贝,d2和d1的值也是一样的。
  Date d2(d1);
  return 0;
}

5. 赋值操作符重载

5.1 运算符重载

C++为了增强代码的可读性引入了运算符重载,运算符重载是具有特殊函数名的函数,也具有其返回值类型,函数名字以及参数列表,其返回值类型与参数列表与普通的函数类似。

函数名字为:关键字operator后面接需要重载的运算符符号。

函数原型:返回值类型 operator操作符(参数列表)

注意:


  • 不能通过连接其他符号来创建新的操作符:比如operator@
  • 重载操作符必须有一个类类型或者枚举类型的操作数
  • 用于内置类型的操作符,其含义不能改变,例如:内置的整型+,不 能改变其含义
  • 作为类成员的重载函数时,其形参看起来比操作数数目少1成员函数的
  • 操作符有一个默认的形参this,限定为第一个形参全局的operator==
class Date
{
public:
  Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
//private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
// 这里会发现运算符重载成全局的就需要成员变量是共有的,那么问题来了,封装性如何保证?
// 这里其实可以用我们后面学习的友元解决,或者干脆重载成成员函数。
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{
  return d1._year == d2._year;
  && d1._month == d2._month
  && d1._day == d2._day;
}
void Test ()
{
  Date d1(2018, 9, 26);
  Date d2(2018, 9, 27);
  cout<<(d1 == d2)<<endl;
}

类内的operator==

class Date
{
public:
  Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  // bool operator==(Date* this, const Date& d2)
  // 这里需要注意的是,左操作数是this指向的调用函数的对象
  bool operator==(const Date& d2)
  {
    return _year == d2._year;
    && _month == d2._month
    && _day == d2._day;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
void Test ()
{
  Date d1(2018, 9, 26);
  Date d2(2018, 9, 27);
  cout<<(d1 == d2)<<endl;
}

5.2 赋值运算符重载

class Date
{
public :
  Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  Date (const Date& d)
  {
    _year = d._year;
    _month = d._month;
    _day = d._day;
  }
  Date& operator=(const Date& d)
  {
    if(this != &d)
    {
      _year = d._year;
      _month = d._month;
      _day = d._day;
    }
  }
private:
  int _year ;
  int _month ;
  int _day ;
};

赋值运算符主要有四点:

  1. 参数类型
  2. 返回值
  3. 检测是否自己给自己赋值
  4. 返回*this



另外,一个类如果没有显式定义赋值运算符重载,编译器也会生成一个,完成对象按字节序的值拷贝。

class Date
{
public:
  Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Date d1;
  Date d2(2018,10, 1);
  // 这里d1调用的编译器生成operator=完成拷贝,d2和d1的值也是一样的。
  d1 = d2;
  return 0;
}


6. const成员函数

const修饰类的成员函数:

将const修饰的类成员函数称之为const成员函数,const修饰类成员函数,实际修饰该成员函数隐含的this指针,表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。


7. 取地址及const取地址操作符重载

这两个默认成员函数一般不用重新定义 ,编译器默认会生成。

class Date
{
public :
  Date* operator&()
  {
    return this ;
  }
  const Date* operator&()const
  {
    return this ;
  }
private :
  int _year ; // 年
  int _month ; // 月
  int _day ; // 日
};

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,比如想让别人获取到指定的内容!

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