从C语言到C++⑤(第二章_类和对象_中篇)(6个默认成员函数+运算符重载+const成员)（中）-阿里云开发者社区

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3. 拷贝构造函数（默认成员函数）

我们在创建对象的时候，能不能创建一个与已存在对象一模一样的新对象呢？

Date d1(2023, 5, 3);
d1.Print();
 
Date d2(d1);//把d1拷贝给d2
d2.Print();
 
Date d3 = d1;//把d1拷贝给d3 （这也是拷贝构造，后面学的赋值是两个已存在的对象）
d3.Print();

当然可以，这时我们就可以用拷贝构造函数。

3.1 拷贝构造函数概念

拷贝构造函数：只有一个形参，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。实现一个上面日期类的拷贝构造：

Date(const Date& d) // 这里要用引用，否则就会无穷递归下去
{         
  _year = d._year;
  _month = d._month;
  _day = d._day;
}

3.2 拷贝构造函数特性和用法

拷贝构造函数也是一个特殊的构造函数，所以他符合构造函数的一些特性：

① 拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。函数名和类名相同，没有返回值。

② 拷贝构造函数的参数只有一个，并且必须要使用引用传参，使用传值方式编译器直接报错，因为会引发无穷递归调用。

拷贝构造函数的用法：

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Date 
{
public:
    Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1) 
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
 
    Date(const Date& d)// 这里一定要用引用，否则就会无穷递归下去，加const是为了原来的d1被修改
    {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
    }
 
    void Print() 
    {
        printf("%d-%d-%d\n", _year, _month, _day);
    }
 
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
 
int main()
{
    Date d1(2023, 5, 3);
    d1.Print();
 
    Date d2(d1);//把d1拷贝给d2
    d2.Print();
 
    Date d3 = d1;//把d1拷贝给d3
    d3.Print();
 
    return 0;
}

为什么必须使用引用传参呢？

调用拷贝构造，需要先传参数，传值传参又是一个拷贝构造。

……

一直在传参这里出不去了，所以这个递归是一个无穷无尽的。

注意：如果参数在函数体内不需要改变，建议把 const 加上。

3.3 默认生成的拷贝构造

默认生成拷贝构造：

① 内置类型的成员，会完成按字节序的拷贝（把每个字节依次拷贝过去）。

② 自定义类型成员，会再调用它的拷贝构造。

拷贝构造我们不写生成的默认拷贝构造函数，对于内置类型和自定义类型都会拷贝处理。但是处理的细节是不一样的，这个跟构造函数和析构函数是不一样的。

（把上面的代码中自己写的拷贝构造屏蔽了，运行结果还是一样：）

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Date 
{
public:
    Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1) 
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
 
    //Date(const Date& d)// 这里一定要用引用，否则就会无穷递归下去，加const是为了原来的d1被修改
    //{
    //    _year = d._year;
    //    _month = d._month;
    //    _day = d._day;
    //}
 
    void Print() 
    {
        printf("%d-%d-%d\n", _year, _month, _day);
    }
 
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
 
int main()
{
    Date d1(2023, 5, 3);
    d1.Print();
 
    Date d2(d1);//把d1拷贝给d2
    d2.Print();
 
    Date d3 = d1;//把d1拷贝给d3
    d3.Print();
 
    return 0;
}

所以为什么要写拷贝构造？写它有什么意义？这里没有什么意义。当然，这并不意味着我们都不用写了，有些情况还是不可避免要写的比如实现栈的时候，栈的结构问题，导致这里如果用默认的拷贝构造，会程序崩溃。按字节把所有东西都拷过来会产生问题，如果 Stack st1 拷贝出另一个 Stack st2(st1) ，会导致他们都指向那块开辟的内存空间，导致他们指向的空间被析构两次，导致程序崩溃，然而问题不止这些。

其实这里的字节序拷贝是浅拷贝，下面几章我们会详细讲一下深浅拷贝，这里的深拷贝和浅拷贝先做一个大概的了解。对于常见的类，比如日期类，默认生成的拷贝构造能用。但是对于栈这样的类，默认生成的拷贝构造不能用。

4. 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。

运算符重载简单来说：就是能让自定义类型和内置类型一样使用运算符。

4.1 运算符重载的概念

运算符重载是具有特殊函数名的函数，能让自定义类型和内置类型一样使用运算符。

函数名为：关键字 operator 后面接需要重载的运算符符号 。比如：

operator+
operator>
operator==

函数原型：返回值类型 operator 操作符 ( 参数列表 )

返回值类型：看操作符运算后返回的值是什么。

参数：操作符有几个操作数，它就有几个参数。

注意事项：

不能通过连接其他符号来创建新的操作符，比如operator@，只能对已有的运算符进行重载，也不能对内置类型进行重载。
重载操作符必须有一个类类型或枚举类型的操作数。
用于内置类型的操作符，其含义不能改变。比如内置的整型 +，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。
不支持运算符重载的 5 个运算符：（这个经常在笔试选择题中出现）

.          (点运算符)
 
::         (域运算符)
 
.*         (点星运算符)（目前博客没讲过的）
 
?:         (条件运算符)
 
sizeof

虽然点运算符（ . ）不能重载，但是箭头运算符（ -> ）是支持重载的，解引用（*）是可以重载的，不能重载的是点星运算符（ .* ）

4.2 运算符重载示例

我们重载一个判断日期类相等的运算符：==

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Date 
{
public:
  Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
 
 //private:    
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
 
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2) 
{
  return d1._year == d2._year
    && d1._month == d2._month 
    && d1._day == d2._day;
}
 
int main() 
{
  Date d1(2023, 5, 2);
  Date d2(2023, 5, 3);
  
  cout << (d1 == d2) << endl;//这里的流插入运算符比我们重载的==优先级高，所以要加括号
 
  return 0;
}

这里运算符重载成全局的，不得不将成员变成是公有的，得把 private 注释掉，那么问题来了，封装性如何保证？这里其实可以用 "友元" 来解决，如果现在不知道也没关系，后面会讲。用友元也是不好的，所以一般直接重载成成员函数：

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Date 
{
public:
  Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
 
  bool operator==(const Date& d)
  {
    return _year == d._year
      && _month == d._month
      && _day == d._day;
  }
 
 private:    
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
 
int main() 
{
  Date d1(2023, 5, 2);
  Date d2(2023, 5, 3);
  
  cout << (d1 == d2) << endl;
//编译器自动转化为：
//  cout << (d1.operator==(d2)) << endl;
 
  return 0;
}

既然要当成员函数，就得明白这里的 this 指的是谁。需要注意的是，左操作数是 this 指向的调用函数的对象。（关于运算符重载我们下一篇还会完整的实现一个日期类，重载各种运算符，比如日期减日期）

5. 赋值运算符重载（默认成员函数）

5.1 赋值运算符重载概念

赋值运算符重载主要是把一个对象赋值给另一个对象。

如果你不写，编译器会默认生成。

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。原因：赋值运算符如果不显式在类内实现，编译器会生成一个默认的。此时用户再在类外自己实现一个全局的赋值运算符重载，就和编译器在类中生成的默认赋值运算符重载冲突了，故赋值运算符重载只能是类的成员函数。

要分清和拷贝构造的区别：

int main()
{
  // 一个已经存在的对象初始化一个马上创建实例化的对象
  Date d1(2023, 5, 3);
 
  Date d2(d1);  // 拷贝构造
  Date d3 = d1;  // 拷贝构造
 
  // 两个已经存在的对象，之间进行赋值拷贝
  Date d4(2023, 5, 4);
  d1 = d4; // 赋值 让 d1 和 d4 一样
 
  return 0;
}

5.2 赋值运算符重载使用

赋值运算符重载主要有以下四点：

① 参数类型

② 返回值

③ 检查是否给自己复制

④ 返回 *this

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Date 
{
public:
  Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1) 
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
 
  Date& operator=(const Date& d) 
  {
    if (this != &d)  // 防止自己跟自己赋值（这里的&d是取地址）
    {
      _year = d._year;
      _month = d._month;
      _day = d._day;
    }
    return *this;   // 返回左操作数d1
  }
 
  void Print()
  {
    cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
  }
 
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
 
int main()
{
  Date d1(2023, 5, 3);
  Date d2(2023, 5, 4);
 
  d1 = d2;
 
  d1.Print();
  d2.Print();
  return 0;
}

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从C语言到C++⑤(第二章_类和对象_中篇)(6个默认成员函数+运算符重载+const成员)（中）

3. 拷贝构造函数（默认成员函数）

3.1 拷贝构造函数概念

3.2 拷贝构造函数特性和用法

3.3 默认生成的拷贝构造

4. 运算符重载

4.1 运算符重载的概念

4.2 运算符重载示例

5. 赋值运算符重载（默认成员函数）

5.1 赋值运算符重载概念

5.2 赋值运算符重载使用

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