类和对象中篇

news2024/11/15 10:10:11

类和对象中篇

  在上篇中，我们介绍了类的基础部分，本篇我们讲解C++类的六大默认成员函数

  所谓默认成员函数，就是我们不写编译器也会自动生成，自动调用的函数。而自动生成的函数对内置类型的成员不会处理(有些高版本编译器会处理，且C++11以后支持声明给缺省值)，对自定义类型的成员会去调用对应的函数。

  默认成员函数最大的用处就是自动调用，我们在C语言中写栈、顺序表的时候经常忘记初始化和置空，而默认成员函数很好的解决了这一点，只需要执行代码，之后的初始化和置空等操作都是自动进行，我们就不需要再去手动完成。

  下面开始依次介绍默认成员函数🧐

构造函数🤔

  构造函数是特殊的成员函数，它主要用于初始化对象，其特征为：

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
可以对其重载

  如下图，对象d1在没有调用Date函数的情况下，自动完成了初始化。

  并且在C++11后的版本，支持内置类型给全省值

  注意，以下写法是错误的，因为编译器不知道是声明还是创建对象

  对于内置类型，编译器不会处理，而自定义类型编译器会去调用该类型的默认构造，如果没有默认构造就会报错。

  最后，默认构造函数只能存在一个(不包括重载)：全缺省构造函数，无参构造函数，没写自动生成的构造函数，如果写了构造函数，那么将不再自动生成。

析构函数🤔

  析构函数与构造函数功能相反，用于对象的销毁，当对象生命周期结束时会自动调用析构函数，完成资源清理的工作，它的特征为：

析构函数要在类名前加上~
无参无返回值
一个类仅有一个析构函数，且不能重载
对象声生命周期结束时会自动调用析构函数
先定义的对象后清理(定义对象需要建立栈帧，栈的结构为先进后出)

  如下图析构函数的自动调用实例，构造函数初始化a，析构函数将a置空

  默认析构函数与构造函数相同，对内置类型不处理，自定义类型会调用该类型的析构函数。

  注意：析构函数在下图情况会崩溃，原因是没有写拷贝构造，导致这里的赋值是直接将地址传给st2，造成浅拷贝。st1和st2共用一个空间，当两个对象生命周期结束时，st2会先进行析构，此时空间被销毁了，st1再去析构就访问到野指针，故程序崩溃。

拷贝构造🤔

  拷贝构造函数也是特殊的成员函数，特征如下：

拷贝构造是构造函数的一个重载形式。

拷贝构造的参数只有一个，且只能是类类型对象的引用，如果不加引用会导致无穷递归(传参生成临时变量，临时变量接收参数，此时就是拷贝，拷贝又会去调用拷贝构造，造成套娃)

  两种拷贝方式

   参考栈的拷贝构造，我们建立一个新的空间，再将数据全部赋过去，st1和st2就成了两个独立空间，再进行析构就没有问题了。

  拷贝构造对内置类型浅拷贝，自定义类型会调用该类型的拷贝构造。赋值是两个存在的对象进行拷贝，拷贝构造是一个已经存在的对象去初始化另一个要创建的对象。

运算符重载🤔

运算符无法识别非内置类型之间的比较，这时运算符重载就派上用场了

运算符重载需要用到关键字operator，其格式为(const可加可不加，后面会介绍)：
返回值 operator运算符(参数)
{
    //...
}
//如
bool operator<(Date& d)
{
    //...
}
运算符重载的特性为：

不能自己创建C++没有的操作符，比如operator@
用于内置类型的运算符，含义无法改变
重载操作符必须有一个类类型参数(在类中有this作为类类型参数)
作为类成员函数重载时，形参看起来比操作数少，是因为成员函数的第一个参数为隐藏的this
.* sizeof . ?: :: 这五个运算符不能重载

取地址运算符的重载(const和非const)🤔

取地址(&)运算符其实也无法识别非内置类型，但是编译器将其函数加入了默认成员函数，所以我们可以不写也能使用该运算符。但是当我们不想让别人取到对象的地址时，就可以手动写对其修改。如下图我们传回nullptr，那么别人就拿不到对象的地址了。
Date* Date::operator&()
{
	return nullptr; //传回空 
}

const Date* Date::operator&() const
{
	return this; //传回地址
}
>
此外，如果对象被const修饰，那么就会调用const版取地址运算符的重载

注意：这里流插入运算符是重载后才能使用，代码如下：
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d) //双操作数，左操作数为第一个参数，成员函数this只能在第一位，所以不能在类里面定义
{
	out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;
	return out;
}

istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
	in >> d._year >> d._month >> d._day;
	return in;
}

成员函数const的用法🤔

在成员函数中，由于this指针是隐式的，且无法显式的写出来，所以当我们传给成员函数一个const修饰的对象就会出现这个问题：
void Print()
{
	cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
}
Print接收的是Date* this的参数，但我们传过去的是const Date*，属于权限放大。因为无法在参数中修饰this指针，所以C++的做法就是把const放在函数名之后作为this的修饰。
void Print() const
{
	cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
}
并且，只读函数加上const，读写分离能够更好的保护数据。