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:
- 函数名与类名相同。
- 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。
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(); }
- 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; }
- 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:
- 析构函数名是在类名前加上字符 ~。
- 无参数无返回值。
- 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。
- 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; };
- 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:
- 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; }
- 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:
- 参数类型
- 返回值
- 检测是否自己给自己赋值
- 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!