类与对象中
- 类的6个默认成员函数
- 1.构造函数
- 1.1特性
- 2.析构函数
- 2.1特性
- 3.拷贝构造函数
- 3.1特性
- 4.赋值运算符重载
- 4.1特性
- 5.日期类的实现
- 6.const成员
- 6.1const成员的几个问题
- 7.取地址及const取地址操作符重载
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。
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。
1.构造函数
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
1.1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：
- 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。
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
//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。
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;
}
*/
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
// 将Date类中构造函数屏蔽后，代码可以通过编译，因为编译器生成了一个无参的默认构造函数
// 将Date类中构造函数放开，代码编译失败，因为一旦显式定义任何构造函数，编译器将不再生成
Date d1;
return 0;
}
- d对象调用了编译器生成的默认构造函数，d对象_year/_month/_day是随机值。但如果说d对象里有自定义类型的成员，则调用的它的默认成员函数。
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;
}
注意：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
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 = 1970;
int _month = 1;
int _day = 1;
// 自定义类型
Time _t;
};
int main()
{
Date d;
return 0;
}
- 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。
2.析构函数
与构造函数功能相反，析构函数不是完成对对象本身的销毁，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，完成对象中资源的清理工作。
2.1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 ~。
- 无参数无返回值类型。
- 一个类只能有一个析构函数。若未显式定义，系统会自动生成默认的析构函数。注意：析构
函数不能重载 - 对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数。
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
Stack(size_t capacity = 3)
{
_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
if (NULL == _array)
{
perror("malloc申请空间失败!!!");
return;
}
_capacity = capacity;
_size = 0;
}
void Push(DataType data)
{
// CheckCapacity();
_array[_size] = data;
_size++;
}
// 其他方法...
~Stack()
{
if (_array)
{
free(_array);
_array = NULL;
_capacity = 0;
_size = 0;
}
}
private:
DataType* _array;
int _capacity;
int _size;
};
void TestStack()
{
Stack s;
s.Push(1);
s.Push(2);
}
5.编译器生成的默认析构函数，对自定类型成员调用它的析构函数。
//首先d实例化，其成员调用编译器给的默认构造进行初始化，内置类型给了缺省值，自定义类型去调用它的构造函数，因为没写默认构造则也是用编译器给的构造函数，销毁时，内置类型直接回收，自定义类型去调用它的析构函数，而析构函数写了，则调用写的析构函数，然后再调用整体的析构函数（没写则调用编译器给的）
class Time
{
public:
~Time()
{
cout << "~Time()" << endl;
}
private:
int _hour;
int _minute;
int _second;
};
class Date
{
private:
// 基本类型(内置类型)
int _year = 1970;
int _month = 1;
int _day = 1;
// 自定义类型
Time _t;
};
int main()
{
Date d;
return 0;
}
- 如果类中没有申请资源时，析构函数可以不写，直接使用编译器生成的默认析构函数，比如
Date类；有资源申请时，一定要写，否则会造成资源泄漏，比如Stack类。.
3.拷贝构造函数
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。
3.1特性
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是类类型对象的引用，使用传值方式编译器直接报错，因为会引发无穷递归调用。
class Date
{
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
// Date(Date d) // 错误写法：编译报错，会引发无穷递归
Date(const Date& d) // 正确写法
{
_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;
}
图解如下：
- 若未显式定义，编译器会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，这种拷贝叫做浅拷贝，或者值拷贝。
class Time
{
public:
Time()
{
_hour = 1;
_minute = 1;
_second = 1;
}
Time(const Time& t)
{
_hour = t._hour;
_minute = t._minute;
_second = t._second;
cout << "Time::Time(const Time&)" << endl;
}
private:
int _hour;
int _minute;
int _second;
};
class Date
{
private:
// 基本类型(内置类型)
int _year = 1970;
int _month = 1;
int _day = 1;
// 自定义类型
Time _t;
};
int main()
{
Date d1;
// 用已经存在的d1拷贝构造d2，此处会调用Date类的拷贝构造函数
// 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数，则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构造函数
Date d2(d1);
return 0;
}
注意：在编译器生成的默认拷贝构造函数中，内置类型是按照字节方式直接拷贝的，而自定
义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的。
- 编译器生成的默认拷贝构造函数可以完成字节序的值拷贝，但如果类中涉及资源申请时，则拷贝构造函数是一定要写的，否则就是浅拷贝。
// 这里会发现下面的程序会崩溃掉，需要深拷贝解决。
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
Stack(size_t capacity = 10)
{
_array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
if (nullptr == _array)
{
perror("malloc申请空间失败");
return;
}
_size = 0;
_capacity = capacity;
}
void Push(const DataType& data)
{
// CheckCapacity();
_array[_size] = data;
_size++;
}
~Stack()
{
if (_array)
{
free(_array);
_array = nullptr;
_capacity = 0;
_size = 0;
}
}
private:
DataType *_array;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
int main()
{
Stack s1;
s1.Push(1);
s1.Push(2);
s1.Push(3);
s1.Push(4);
Stack s2(s1);
return 0;
}
图解如下：这里其实就是两个对象里的指针指向同一块申请的内存空间导致当s2对象进行析构的时候，已经把申请的内存空间释放了，而s1也会去调用析构函数，再次释放那个申请的空间，造成多次释放，程序奔溃
- 拷贝构造函数典型调用场景：
使用已存在对象创建新对象
函数参数类型为类类型对象
函数返回值类型为类类型对象
图解如下：
为了提高程序效率，一般对象传参时，尽量使用引用类型，返回时根据实际场景，能用引用
尽量使用引用。
4.赋值运算符重载
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
.* :: sizeof ?: . 注意以上5个运算符不能重载。这个经常在笔试选择题中出现。
4.1特性
- 赋值运算符重载格式 参数类型：
const T&，传递引用可以提高传参效率
返回值类型：T&，返回引用可以提高返回的效率，有返回值目的是为了支持连续赋值
检测是否自己给自己赋值
返回*this：要复合连续赋值的含义
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)//d1==d2
{
if(this != &d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
return *this;
}
private:
int _year ;
int _month ;
int _day ;
};
- 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。
//错误示范！！！
class Date
{
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
int _year;
int _month;
int _day;
};
// 赋值运算符重载成全局函数，注意重载成全局函数时没有this指针了，需要给两个参数
Date& operator=(Date& left, const Date& right)
{
if (&left != &right)
{
left._year = right._year;
left._month = right._month;
left._day = right._day;
}
return left;
}
// 编译失败：
// error C2801: “operator =”必须是非静态成员
- 用户没有显式实现时，编译器会生成一个默认赋值运算符重载，以值的方式逐字节拷贝。注
意：内置类型成员变量是直接赋值的，而自定义类型成员变量需要调用对应类的赋值运算符
重载完成赋值。
class Time
{
public:
Time()
{
_hour = 1;
_minute = 1;
_second = 1;
}
Time& operator=(const Time& t)
{
if (this != &t)
{
_hour = t._hour;
_minute = t._minute;
_second = t._second;
}
return *this;
}
private:
int _hour;
int _minute;
int _second;
};
class Date
{
private:
// 基本类型(内置类型)
int _year = 1970;
int _month = 1;
int _day = 1;
// 自定义类型
Time _t;
};
int main()
{
Date d1;
Date d2;
d1 = d2;
return 0;
}
编译器生成的默认赋值运算符重载函数可以完成字节序的值拷贝，但如果涉及资源管理，则还是必须自己写
//错误示范！！！！
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
Stack(size_t capacity = 10)
{
_array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
if (nullptr == _array)
{
perror("malloc申请空间失败");
return;
}
_size = 0;
_capacity = capacity;
}
void Push(const DataType& data)
{
// CheckCapacity();
_array[_size] = data;
_size++;
}
~Stack()
{
if (_array)
{
free(_array);
_array = nullptr;
_capacity = 0;
_size = 0;
}
}
private:
DataType *_array;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
int main()
{
Stack s1;
s1.Push(1);
s1.Push(2);
s1.Push(3);
s1.Push(4);
Stack s2;
s2 = s1;
return 0;
}
图解如下：
5.日期类的实现
#pragma once
#include<iostream>
#include<stdbool.h>
using namespace std;
class Date
{
// 友元声明
friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:
int GetMonthDay(int year, int month) const
{
const static int monthArray[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };
if (month == 2 && (year%4==0&&year%100!=0)||(year%400==0))
{
return 29;
}
return monthArray[month];
}
Date()
{}
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
//检查日期是否合法
if (month < 1 || month>12 || day<1 || day>GetMonthDay(year, month))
{
cout << "非法日期" << endl;
}
}
void Print() const
{
cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日"<<endl;
}
bool operator<(const Date& d) const
{
if (_year < d._year)
{
return true;
}
else if (_year == d._year && _month < d._month)
{
return true;
}
else if(_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
bool operator==(const Date& d) const
{
if (_year == d._year && _month == d._month && _day == d._day)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
bool operator<=(const Date& d) const
{
return (*this == d) || (*this < d);
}
bool operator>(const Date& d) const
{
return !(*this <= d);
}
bool operator>=(const Date& d) const
{
return !(*this < d);
}
bool operator!=(const Date& d) const
{
return !(*this == d);
}
Date& operator+=(int day)
{
if (day < 0)
{
return *this -= ( - day);
}
_day += day;
while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
{
_month++;
_day -= GetMonthDay(_year, _month);
if (_month == 13)
{
_year++;
_month = 1;
}
}
return *this;
}
Date operator+(int day) const
{
Date tmp(*this);
tmp += day;
return tmp;
}
Date& operator-=(int day)
{
if (day < 0)
{
return *this += (-day);
}
_day -= day;
while (_day <= 0)
{
_month--;
_day += GetMonthDay(_year, _month);
if (_month == 0)
{
_year--;
_month = 12;
}
}
return *this;
}
Date operator-(int day) const
{
Date tmp(*this);
tmp -= day;
return tmp;
}
Date& operator++()
{
*this += 1;
return *this;
}
Date operator++(int)
{
Date tmp(*this);
*this += 1;
return tmp;
}
Date& operator--()
{
*this -= 1;
return *this;
}
Date operator--(int)
{
Date tmp(*this);
*this -= 1;
return tmp;
}
int operator-(const Date& d) const
{
Date max = *this;
Date min = d;
int flag = 1;
if (*this < d)
{
max = d;
min = *this;
flag = -1;
}
int n = 0;
while (min != max)
{
++min;
++n;
}
return n * flag;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
ostream& operator<< (ostream& out, const Date& d)
{
out << d._year << "/" << d._month << "/" << d._day << endl;
return out;
}
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
in >> d._year >> d._month >> d._day;
return in;
}
6.const成员
将const修饰的“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。
6.1const成员的几个问题
-
const对象可以调用非const成员函数吗？
答：const 对象可以调用非 const 成员函数，因为 const 对象可以调用任何不修改对象状态的成员函数。 -
非const对象可以调用const成员函数吗？
非 const 对象可以调用 const 成员函数，因为 const 成员函数承诺不修改对象的状态，所以对于非 const 对象来说是安全的。 -
const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗？
const 成员函数内可以调用其他的非 const 成员函数，因为 const 成员函数不会修改对象的状态，所以调用其他非 const 成员函数也不会改变对象的状态。 -
非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗？
非 const 成员函数内可以调用其他的 const 成员函数，因为在非 const 成员函数内调用 const 成员函数是安全的，不会导致对象状态的改变。
7.取地址及const取地址操作符重载
不用管，不重要
