C++类和对象第二弹(构造,析构和拷贝构造函数)

news2024/12/27 15:32:55

目录

前言

1. 类的6个默认成员函数

2. 构造函数

2.1 概念

2.2 特性

3. 析构函数

3.1 概念

3.2  特性

4. 拷贝构造函数

4.1 概念

4.2 特征

总结


前言

本文主要讲解类中构造函数、析构函数和拷贝构造函数。关于这三个类中默认成员函数的知识点很多,有许多代码示例,干货满满!


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。
空类中真的什么都没有吗?并不是,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。

  • 构造函数:完成初始化的工作
  • 析构函数:完成清理资源的工作
  • 拷贝构造:使用同类型对象初始化创建对象
  • 赋值重载:把一个对象赋值给另外一个对象
  • 取地址重载:主要是普通对象和const对象取地址

 

2. 构造函数

2.1 概念

对于以下Date类:

class Date
{
public:
void Init(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()
{
    Date d1;
    d1.Init(2024, 4, 12);
    d1.Print();

    Date d2;
    d2.Init(2024, 4, 13);
    d2.Print();
    return 0;
}

 对于Date类,可以通过 Init 公有方法给对象设置日期,但如果每次创建对象时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?

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。

 

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:
	Date()
	{}

	Date(int year = 1, int month = 1,int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1;
	Date d2(2024, 4, 2);

    // 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(); //无法跟函数声明区分开
    
	return 0;
}

 

  • 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
	// 无参构造函数,放开后报错
	Date d1;

	return 0;
}

 

  • 在不实现构造函数的情况下,编译器会生成默认的构造函数。但是Date类型对象调用了编译器生成了默认构造函数,对成员变量_year,_month和_day初始化之后还是随机值,那么编译器自动生成的构造函数有什么用呢?
  • C++把类型分成内置类型(基本类型)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,看看下面的程序,就会发现编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员_t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;
}

 

  • 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。(就是不用传递参数的函数
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;
}

int main()
{
	Test();
	return 0;
}

上面的代码无法正常运行,因为全缺省构造函数和无参构造函数都不需要传递参数,这样子编译器无法判断要调用哪个构造函数,会发生歧义。我们一般使用保留全缺省构造函数,因为它既可以当做无参构造函数,也可以当做有参构造函数使用。

 

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

注意:析构函数不是销毁对象,而是做清理资源的工作!

 

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)
		{
			cout << "~Stack()" << endl;
			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);
}

我们可以再析构函数里面加一个打印,这样可以知道程序结束后编译器是否有自动调用析构函数。

ecc9817933714994b3da32ede818d003.png

 

  • 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,对自定类型成员调用它的析构函数。
  • 注意: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。

我在VS2022上运行这段代码,观察编译器自带的析构函数会做些什么

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;
}

默认生成的析构函数,的确对自定义类型成员调用了它的析构函数。

76b0c62e4cd24aebb15baf3ccddadceb.png

我们进入监视窗口查看各个函数值的变化,当程序走到结束的时候,对象d中的年月日没有发生任何变化,自定义类型成员变量_t的小时、分钟和秒,发生了改变,变成析构函数中的赋值。

0e2657257f4f46edaf812346659b5fa9.png

总结:

  • 内置类型成员,销毁时不需要资源清理,最后系统直接将其内存回收即可;
  • 而_t是Time类对象,所以在d销毁时,要将其内部包含的Time类的_t对象销毁,所以要调用Time类的析构函数。
  • 所以一般类只含有不申请空间的内置类型成员,或者不仅含有不申请空间的内置类型成员和自定义类型,都不需要自己写析构函数。
  • 只有那种类中包含需要申请空间的内置类型成员,才需要写析构函数,清理申请的空间。

注意:创建哪个类的对象则调用该类的析构函数,销毁那个类的对象则调用该类的析构函数

 

4. 拷贝构造函数

4.1 概念

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。

 

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(const Date& d)   // 正确写法
	Date(const Date d) //错误写法,编译报错
	{
		_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;
}

 

那为什么传类类型参数就会引发无穷递归?我们来看下面的代码,我们调用fun函数,传递的参数是A类的对象a,我们将A类的拷贝构造函数中加入打印“A(A& a)”,表明调用了拷贝构造函数。

class A
{
public:
	A()
	{}

	A(A& a)
	{
		cout << "A(A& a)" << endl;
	}
};

void fun(A _a)
{}

int main()
{
	A a;
	fun(a);

	return 0;
}

 

运行结果如下,fun函数接受类类型对象时调用了拷贝构造。因为形参是实参的一份临时拷贝。内置类型的数据传参直接开辟一块空间进行值拷贝。自定义类型传参时,需要调用该类型的拷贝构造函数创建一个形参。

b7486191f514489bad6cdd4157947bb3.png

  • 所以回到最开始的问题,为什么会引发无穷递归呢?因为d2是调用拷贝构造函数进行初始化,需要传递参数,参数是d1,而自定义类型的参数创建形参时,需要调用该类型的拷贝构造函数。
  • 会发生初始化d2之前先要拷贝d1这个参数,此时形参调用拷贝构造函数也需要传参。参数是d1,会再次调用拷贝构造函数。这样就会造成无穷递归的情况。

1446573e87dc4100a3ed723c8db6286e.png

 

  • 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
{
public:
	Date(int year = 1970, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

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;
}

运行结果如下,调用了自定义类型成员的拷贝构造函数。

7fc4997a2df049c39544a50448aab557.png

观察调试时的监视窗口,会发现编译器自动生成的默认拷贝构造函数,对内置类型成员进行了值拷贝,对自定义类型成员调用了它的拷贝构造函数。

9ac251868e294578810f1f724e5bce46.png

 

  • 编译器生成的默认拷贝构造函数已经可以完成字节序的值拷贝了,还需要自己显式实现吗?当然像日期类这样的类是没必要的。那下面的类呢,运行一下下面的代码看看。
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;
}

运行结果如下,直接进行了报错,这是为什么呢?

fb5bbeea6e104381b3ade970f803c3b3.png

  • 因为默认生成的拷贝构造函数进行的是按字节拷贝,也就是值拷贝。然而Stack类里面的_array成员是一个整形指针,指向一块动态开辟的空间,默认拷贝构造函数会将s1里的_array成员存储的地址,按字节拷贝到s2的_array成员中,导致这两个指针指向同一块空间。
  • 由于它们指向同一块空间的时候,当程序结束时,对这两个类对象进行销毁,会调用析构函数,会对同一块空间进行了两次释放操作,这就是报错的原因。

4a77e3f7a68449a6a774247a88d2381b.png

 

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

我们尝试运行下面这段代码:

class Date
{
public:
	Date(int year, int minute, int day)
	{
		cout << "Date(int,int,int):" << this << endl;
	}
	Date(const Date& d)
	{
		cout << "Date(const Date& d):" << this << endl;
	}
	~Date()
	{
		cout << "~Date():" << this << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

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

int main()
{
	Date d1(2024, 4, 16);
	Test(d1);
	return 0;
}

运行结果如下,一开始初始化d1调用了构造函数,调用Test函数,传递自定义类型的参数,调用拷贝构造函数来拷贝出个形参,temp也进行拷贝,再次调用拷贝构造函数。

f0b869f3688d441ebf38c912579c6417.png

 

 


总结

这篇文章对三个默认成员函数进行了详细的解析,看完的小伙伴不要忘记亲自上手写代码,进行练习,多多重复,百炼成钢!

创作不易,希望这篇文章能给你带来启发和帮助,如果喜欢这篇文章,请留下你的三连,你的支持的我最大的动力!!!

ee192b61bd234c87be9d198fb540140e.png

 

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1605073.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

【C++20】学习笔记:在事件驱动使用携程

2021年文章:比物理线程都好用的C++20的协程,在事件驱动代码中的应用解析 大神给出了可以用的例子:例子代码执行 源码 //https://bbs.huaweicloud.com/blogs/266537 #include <iostream> #include <vector>//这只是一个极简的模型示例,真实的代码要远比它复杂得…

基于工程车辆/物流车辆/消防车辆远程通信的车队管理解决方案

交通运输对全球经济至关重要&#xff0c;特别是长途卡车在现今的供应链中发挥着重要作用。目前&#xff0c;货运物流面临许多挑战&#xff0c;包括不断上升的燃料价格和排放污染等问题。由于重型卡车的尺寸和载重量大&#xff0c;这意味着它们产生更多的二氧化碳排放足迹。在国…

【CDN产品测评-笔记】探索云服务中的安全和性能增强功能

【CDN产品测评-笔记】探索云服务中的安全和性能增强功能 写在最前面1. DNS管理&#xff1a;核心的域名服务功能2. DDoS防护&#xff1a;构筑坚不可摧的防线3. Web防护&#xff1a;智能化的网络攻击防御4. BOT管理&#xff1a;精准识别与流量控制5. 加速服务&#xff1a;提升全球…

航芯通用MCU技术常见问题 | F4专题

日常工作中&#xff0c;我们的销售或技术工程师经常会收到来自用户的问题&#xff0c;其中一些问题是比较常见的&#xff0c;所以为满足日常用户对航芯产品使用及服务的了解&#xff0c;航芯特此推出“通用MCU技术常见问题”专题&#xff0c;分为F0专题及F4专题&#xff0c;欢迎…

Ubuntu 22.04 配置VirtualBox安装Windows 10虚拟机

Ubuntu 22.04 配置VirtualBox安装Windows 10虚拟机 文章目录 Ubuntu 22.04 配置VirtualBox安装Windows 10虚拟机1.安装virtualbox2.下载Window.iso文件并载入3.问题解决3.1 Kernel driver not installed (rc-1908)3.2 VT-x is disabled in the BIOS for all CPU modes 4.安装Wi…

取模学习之Image2Lcd

使用软件Image2Lcd V0.4 1.&#xff1a;打开图片&#xff0c;图片格式可选如下图&#xff0c;本文使用的.jpg格式 转换后数组例子&#xff08;数组头数据占前8字节&#xff09;&#xff1a; 2.&#xff1a;扫描模式 由第1个字节低四位配置 &#xff08;1&#xff09;水平扫描 …

Linux 1.文件编程(dup、dup2)

重定向 重定向是什么&#xff1f;dupdup2 重定向是什么&#xff1f; 进程在最开始运行的时候&#xff0c;首先打开了三个文件&#xff0c;分别是标准输入流、标准输出流、标准错误输出流。证明的时候我是把标准输出留给关闭了&#xff0c;然后紧接着创建的文件就会占用已关闭的…

音频调试(2)

前言&#xff1a; 大家好&#xff0c;今天继续分享记录一下最近的音频调试心得&#xff01;同时这个过程中&#xff0c;也有朋友过来交流音频的问题&#xff0c;通过交流&#xff0c;也是学习到了新东西&#xff01; 视频和音频复合推流&#xff1a; 在上一篇文章里面有提到fdk…

Python100个库分享第22个—xlwings的写入与读取 (办公篇)

目录 专栏导读库的介绍库的安装基础用法1&#xff1a;打开并读取 Excel 文件基础用法2&#xff1a;读取某一行 &#xff08;注意点&#xff1a;expand(‘right’)&#xff09;基础用法3&#xff1a;读取某一列 &#xff08;注意点&#xff1a;expand(‘down’)&#xff09;基础…

百度文心一言与谷歌Gemini的对比

版权声明 本文原创作者&#xff1a;谷哥的小弟作者博客地址&#xff1a;http://blog.csdn.net/lfdfhl 本文从多角度将百度文心一言与谷歌Gemini进行对比。因为不同评测基准的侧重点和难度可能有所不同&#xff0c;所以本文涉及到的评测结果仅供参考。Gemini和文心一言都是非常…

Compose 基础组件

文章目录 Compose 基础组件Modifier 修饰符Scaffold 脚手架 Compose 基础组件 Modifier 修饰符 在传统视图体系中&#xff0c;使用XML文件描述组件的样式&#xff0c;而在Compose中使用Modifier&#xff0c;每个基础的Composable组件都有一个modifier参数&#xff0c;通过Mod…

ObjectMapper解析JSON数据

ObjectMapper的作用 1.背景&#xff1a; 当我们调用API的时候捕获的数据&#xff0c;往往需要结合文档所定义的类进行转换&#xff0c;也就是Java对象与JSON 字符串之间的转换 2.作用&#xff1a; ObjectMapper 是 Jackson 库中的一个关键类&#xff0c;它的作用是将 JSON 数据…

时序分解 | Matlab实现WOA-VMD鲸鱼算法WOA优化VMD变分模态分解

时序分解 | Matlab实现WOA-VMD鲸鱼算法WOA优化VMD变分模态分解 目录 时序分解 | Matlab实现WOA-VMD鲸鱼算法WOA优化VMD变分模态分解效果一览基本介绍程序设计参考资料 效果一览 基本介绍 Matlab实现WOA-VMD鲸鱼算法WOA优化VMD变分模态分解&#xff08;完整源码和数据) 1.利用鲸…

WT3000T8-TTS语音合成芯片及应用场景介绍

一、TTS语音合成芯片简述 TTS语音合成芯片是一种能够将文本信息转化为自然语音的专用芯片。它通过内置的语音合成算法和音频处理单元&#xff0c;实现了文本到语音的高效转换&#xff0c;为各种智能设备提供了丰富的语音交互功能。 二、TTS语音合成开发背景 TTS&#xff08;文字…

Linux sudo suid提权练习

题目比较简单&#xff0c;可以利用sudo和多种suid程序提权&#xff0c;做个记录 进入靶场题目环境 获得节点信息 远程连接上 执行命令id&#xff0c;发现只是admin普通账户 sudo提权 发现存在 /usr/bin/vim, /usr/bin/bash, /usr/bin/more, /usr/bin/less, /usr/bin/nano, /…

C——文件操作

1.前言 为什么要使用文件呢&#xff1f; 文件是储存在电脑的磁盘中的&#xff0c;如果没有文件&#xff0c;我们写程序的数据就会存储在电脑的内存中&#xff0c;程序退出&#xff0c;操作系统就会收回内存&#xff0c;数据就丢失了等再次运行程序的时候&#xff0c;是看不到…

财务管理驾驶舱就该按这个模板做!

今天我们来看一张财务管理驾驶舱&#xff0c;体验一下BI数据可视化分析报表的灵活自助分析效果&#xff01; 众所周知&#xff0c;驾驶舱报表的作用就是让企业运营管理者更清晰地了解、分析数据&#xff0c;发现数据中隐藏的问题或机会&#xff0c;从而针对性制定运营管理决策。…

创新与乐趣的融合 —— 探索我们独家录音变音芯片在学舌玩具领域的应用

一&#xff1a;概述 学舌玩具&#xff0c;又称作复读玩具或模仿玩具&#xff0c;是一类设计用来录制人声并重复播放的互动式玩具。这类玩具以其能够模仿人类语音的特性而受到小朋友和宠物主人的喜爱。这些玩具通常具有以下特点和功能&#xff1a; 1. 录音和播放功能&#xff…

GEE错误——Can‘t encode object: function()

错误 Image (Error) Cant encode object: function(){var d=Da.apply(0,arguments).map(function(f){return c.zp(f)}),e=a.hasOwnProperty("prototype")?c.zp(this):void 0;d=m5a(c,a,d,e);return c.qj(d)} Imagen Ms Reciente sin Pxeles 2720: Layer error: Ca…

如何搭建高效安全的eBay测评环境:步骤与要点解析

eBay测评环境的搭建是一个复杂且需要细致考虑的过程&#xff0c;主要涉及到技术配置和资源准备。以下是一些关键的步骤和要点&#xff1a; 一、资源准备&#xff1a; 1.养号系统及软件&#xff1a;选择稳定、可靠的养号系统&#xff0c;确保能够模拟真实用户行为&#xff0c;…