C++初阶--类与对象(2)

简介: C++初阶--类与对象(2)


类的6个默认成员函数

对于一个没有成员的类来说,称之为空类;

但空类并非完全是空的,类会自动生成6个默认的成员函数:

构造函数

概念:构造函数是一种特殊的成员函数,它在创建对象时被调用,用于初始化对象的数据成员。构造函数和类名相同,并且没有返回类型,甚至不能包含return语句

class Date
{
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
public:
  
  void Print()
  {
    cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
  }
};
int main()
{
  Date d1;
  d1.Print();
}

像这种情况,我们没有创建一个构造函数,编译器会自动调用默认构造函数,

产生结果都是随机值

class Date
{
private:
  int _year ;
  int _month;
  int _day;
public:
  //无参构造函数
  Date()
  {
    _year = 1;
    _month = 1;
    _day = 1;
  }
  //如果没有构造参数,编辑器会自动生成一个默认构造参数
  void Print()
  {
    cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
  }
};
int main()
{
  Date d1;
  d1.Print();
}

在我们的主程序中,我们没有使用我们的构造函数,但实际上,在我们创建d1对象时,编译器就已经开始调用我们的构造函数了;

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

也可将上面的无参构造参数改为这两种:

//全缺省参数构造函数
  Date(int year = 2, int month = 2, int day = 2)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  //普通的构造函数
  Date(int year, int month, int day)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
int main()
{
  //调用带参数的构造函数,在创建对象的后面加上(...)
  Date d1(2023,10,24);
}

这些都是构造函数,那有什么不同吗?

在这里,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。

当然,现在一些编译器也不让存在多个构造函数了:

所以,如果要自己实现构造参数的话,写一个即可

而在C++11给出规定:C++11支持在内置类型变量声明处加上缺省值

我们也可以这么操作。

默认构造函数的用处:

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…,自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型。

如果类中存在自定义类型的成员,可没有办法用过赋予缺省值来进行初始化,所以,可以通过调用默认构造参数,来实现对该类型进行初始化;

class Stack
{
private:
  int* _a;
  int _top;
  int _capacity;
public:
  Stack(int capacity = 3)
  {
    cout << "Stack(int capacity = 3)" << endl;
    _a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
    if (_a == nullptr)
    {
      perror("Stack Fail");
      exit(-1);
    }
    _top = 0;
    _capacity = capacity;
  }
  
};
class MyQuene
{
private:
  Stack _PushSta;
  Stack _PopSta;
  int _size=20;
public:
  void Print()
  {
    cout << "MyQuene Print" << endl;
  }
};
int main()
{
  Stack s1;
  MyQuene m1;
  return 0;
}

析构函数

概念:析构函数是一种特殊的成员函数,它在对象被销毁时自动调用,用于执行清理操作和释放对象所占用的资源。析构函数的名称与类名相同,但前面需加上一个波浪线~作为前缀。

注意:如果没有明确的定义析构函数,编译器会提供一个默认的析构函数。默认析构函数不执行任何清理工作,仅释放对象所占内存空间

class Date
{
private:
  //C++11支持在内置类型变量声明处加上缺省值
  int _year = 1;
  int _month = 1;
  int _day = 1;
public:
  Date(int year = 2, int month = 2, int day = 2)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  void Print()
  {
    cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
  }
//析构函数
  ~Date()
  {
    cout << "~Date()" << endl;
  }
};
int main()
{
  Date d1;
  return 0;
}

默认析构函数的用处

class Stack
{
private:
  int* _a;
  int _top;
  int _capacity;
public:
  Stack(int capacity = 3)
  {
    cout << "Stack(int capacity = 3)" << endl;
    _a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
    if (_a == nullptr)
    {
      perror("Stack Fail");
      exit(-1);
    }
    _top = 0;
    _capacity = capacity;
  }
  //自定义一个析构函数
  ~Stack()
  {
    cout << "~Stack()" << endl;
    free(_a);
    _a = nullptr;
    _top = _capacity = 0;
  }
//默认的析构函数不会释放堆区上的空间,需要自己实现对资源的释放
  
};
class MyQuene
{
private:
  Stack _PushSta;
  Stack _PopSta;
  int _size=20;
public:
  void Print()
  {
    cout << "MyQuene Print" << endl;
  }
  //让它默认生成析构函数
};
int main()
{
  Stack s1;
  MyQuene m1;
  return 0;
}

析构函数会在一个函数内,进行栈帧销毁之前将类对象进行析构;

拷贝构造函数

概念:拷贝构造函数是一种特殊的成员函数,用于创建一个新对象并将其初始化为已有对象的副本。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

特征:

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是类类型对象的引用

普通 情况下:

class Date
{
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
public:
  Date(int year = 2, int month = 2, int day = 2)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  void Print()
  {
    cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
  }
  
  ~Date()
  {
    cout << "~Date()" << endl;
  }
  void Func(Date d)
  {
    d.Print();
  }
};
class Stack
{
private:
  int* _a;
  int _top;
  int _capacity;
public:
  Stack(int capacity = 3)
  {
    cout << "Stack(int capacity = 3)" << endl;
    _a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
    if (_a == nullptr)
    {
      perror("Stack Fail");
      exit(-1);
    }
    _top = 0;
    _capacity = capacity;
  }
  
  //自定义一个析构函数
  ~Stack()
  {
    cout << "~Stack()" << endl;
    free(_a);
    _a = nullptr;
    _top = _capacity = 0;
  }
  void Print()
  {
    cout << "Stack" << endl;
  }
  void Func(Stack* s)
  {
    s->Print();
  }
  
};
class MyQuene
{
private:
  Stack _PushSta;
  Stack _PopSta;
  int _size=20;
public:
  void Print()
  {
    cout << "MyQuene Print" << endl;
  }
  //让它默认生成析构函数
};
int main()
{
  Date d1(2023,10,22);
  d1.Func(d1);
  
  Stack s1;
  s1.Func(s1);
}

原因:

所以,这里就有了拷贝构造函数这一函数;

写法:

Date(const Date& d)
  {
    cout << "Date(Date& d)" << endl;
    _year = d._year;
    _month = d._month;
    _day = d._day;
  }
Stack(Stack& s)
  {
    cout << "Stack(Stack& s)" << endl;
    _a = (int*)malloc(sizeof(int) * s._capacity);
    if (_a == nullptr)
    {
      perror("Stack Fail");
      exit(-1);
    }
    _top = s._top;
    _capacity = s._capacity;
  }
int main()
{
  Stack s1;
  s1.Func(&s1);
  
  MyQuene q1;
  MyQuene q2(q1);
}

由于d1对象已存在,所以对于形参d来说,就会自动调用拷贝构造函数;

注意

测试:

Date Test(Date d)
{
  Date dd(d);
  return dd;
}

赋值运算符重载

概念: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。(针对自定义类型)

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参数

用于内置类型的运算符,其含义不能改变,例如:内置的整型+,不 能改变其含义

作为类成员函数重载时,其形参看起来比操作数数目少1,因为成员函数的第一个参数为隐藏的this

在Date类中写:

//域内有一个隐藏的this指针,所以把第一个参数看作是this指针所指向的
  bool operator>(const Date& y)
  {
    if (_year > y._year)
    {
      return true;
    }
    else if (_year == y._year && _month > y._month)
    {
      return true;
    }
    else if (_year == y._year && _month == y._month &&_day > y._day)
    {
      return true;
    }
    return false;
  }

测试:

Date d1;
  Date d2(2023, 10, 22);
  cout << (operator>(d1, d2)) << endl;
  //可以简写
  cout << (d1 > d2) << endl;

d1被看作是this指针指向的对象,在写运算符重载函数时,可以省略第一个比较参数;

在实际上的比较操作时,可以像内置类型一样,直接使用运算符来进行比较;

对于赋值运算符重载,他是有默认函数的,也就是以值的方式逐字节拷贝;

默认情况下:

自己实现情况下:

//引用提高效率,由于主函数会有一个类对象来进行赋值,所以对象是存在的
  Date& operator=(const Date& y)
  {
    if (this != &y)//如果是类对象对自己赋值,这种情况没必要
    {
      _year = y._year;
      _month = y._month;
      _day = y._day;
    }
    return *this;
  }

赋值运算符只能重载成类的成员函数不能重载成全局函数

像这种赋值运算,对于一般情况,都是可以使用默认的赋值重载的,但如果类成员函数涉及到资源管理的话,就必须要自己实现

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
{ 
private :
 int _year ; 
 int _month ; 
 int _day ; 
public :
 Date* operator&()
 {
 return this ;
 }
 const Date* operator&()const
 {
 return this ;
 }
};
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