【本节目标】
1. 类的6个默认成员函数
2. 构造函数
3. 析构函数
4. 拷贝构造函数
5. 赋值运算符重载
6. const成员函数
7. 取地址及const取地址操作符重载

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

5、赋值运算符重载

5.1运算符重载

5.2赋值运算符重载

5.3前置++和后置++重载

1、类的6个默认成员函数

如果一个类中什么成员都没有，简称空类。

如果是个空类，编译器会自动生成6个默认成员函数

所谓默认成员函数就是用户灭以后显式实现，编译器会生成的成员函数

class Date
{};

2、构造函数

2.1概念

我们在使用函数实现各种子功能之前都会初始化一下，对于Date类，可以通过Init方法给对象设置日期，代码如下所示：

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(2022, 7, 5);
d1.Print();
Date d2;
d2.Init(2022, 7, 6);
d2.Print();
return 0;
}

但是如果每次穿件对象时候，都要通过调用该方法设置信息，就会很麻烦，祖师爷就在想能不能在创建对象的时候就把信息设置进去呢？构造函数也就应运而生。

构造函数：一种特殊的成员函数，名字与类相同，创建类类型对象时由编译器自动调用，以保证每个数据都有一个合适的初识值，并且在对象的整个生命周期内只调用一次。

2.2特性

构造函数的主要任务不是开空间创造对象，而是初始化对象。其特征如下所示：

1. 函数名与类名相同。
2. 无返回值。
3. 对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。
4. 构造函数可以重载
重载情况如下所示：

class Date
{
public:
	//无参构造函数
	Date()
	{}
	//带参构造函数
	Date(int year , int month , int day )
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "--" << _month << "--" << _day << endl;
		
	}
private:
	//内置类型
	int _year ;
	int _month ;
	int _day ;


};
int main()
{
	//构造函数支持重载
	Date d1;//会调用无参构造
	Date d2(2022,2,1);//会调用有参构造
	d1.Print();
	return 0;
}

为什么创建对象的时候，想调用无参构造的时候我们不使用如下代码来调用呢？

Date d3（）;

我们可以使用上面代码运行一下看看结果是什么

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。

5.如果类中没有显示定义构造函数，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在生成。如下所示：

class Date
{
public:

	void Print()
	{
		cout << _year << "--" << _month << "--" << _day << endl;
		
	}
private:
	//内置类型
	int _year ;
	int _month ;
	int _day ;


};
int main()
{
	Date d1;
	d1.Print();
	return 0;
}

运行结果如下：

我们发现，我们没有写显示的构造函数，编译器切实自己生成一个构造函数，但是打印显示的值好像是个随机值，这并不是我们想要的啊，那这个编译器自动生成的构造函数有什么作用呢？

6. 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。编译器对内置类型不做处理，对自定义类型会去调用自定义类型的默认成员函数。如下代码演示：

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;
}

运行结果如下：

但是并没有对默认成员做处理啊？所以c++11针对内置类型成员不初始化的缺陷打了补丁，即内置成员变量在类中声明时可以给默认值。这是c++的规定，并不是定义代码如下:

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;
};

7.无参构造函数，全缺省构造函数，以及用户不显式写出编译器自动生成的默认构造函数，都叫默认构造函数，但是规定默认构造函数有且只能有一个，看一下下面的代码能否编译通过？

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;
}

它复合构造函数重载的情况，语法上没有错误，我们运行一下看结果

虽然语法上没错误，但是在对象实例化的时候，调用构造函数出了问题，编译器对两个构造函数不知道该调用哪一个，出现了歧义，所以规定：默认构造函数有且只能有一个。

总结：

1、一般默认构造函数都需要我们自己显式定义

2、如果都是类成员都是内置类型的，构造函数可以由编译器自动生成不需要显式定义

3、如果类成员包含自定义类型的成员，且自定义类型显式定义其构造函数也可以不用写构造函数，编译器在生成构造函数并调用的时候，会在内部调用自定义类型的构造函数。

3.析构函数

3.1概念

上面我们介绍了构造函数，是为了初始化对象生成的，既然生成了对象，申请了内存，就相应的会出现清理内存空间的操作，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。

3.2特性

析构函数是特殊的成员函数，其特征如下：
1. 析构函数名是在类名前加上字符 ~。
2. 无参数无返回值类型。
3. 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
4. 对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数

对于简单的栈区上申请的内存空间会在函数结束时自动销毁，但是在堆区申请的空间并不会因为函数结束而销毁，需要我们手动还给操作系统，我们可以通过析构函数，在对象生命周期结束时候调用其清理空间，代码演示如下：

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.与构造函数类似，如果类成员都是内置成员则不需要显式定义析构函数，可以通过编译器自动生成，对于自定义类型的成员，会在析构函数中调用自定义类型的析构函数，代码如下：

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;
}

总结：

1、一般析构函数需要我们显示定义

2、对于类成员只是内置类型的不需要我们写显式析构函数

3、类成员包含自定义类型的，且自定义类型显式定义了析构函数，也不需要我们写析构函数

4.拷贝构造函数

4.1概念

利用创建好的对象，复制一个跟已存在对象一模一样的对象，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：

1. 拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。
2. 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。

我们用下面的代码演示为什么传值方式会造成无穷递归

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，会引发无穷递归
{
_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;
}

运行结果如下：

3.若未显式定义，编译器会生成默认拷贝构造函数，默认的拷贝构造函数对象按内存存储按字节序完成拷贝，这种拷贝叫浅拷贝，或者值拷贝。

我们用下面的代码演示拷贝构造：

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;
}

上述代码在运行时候会崩溃掉，因为拷贝构造在未显示定义的时候，使用的是编译器自动生成的拷贝构造只能完成浅拷贝。

s1在对象实例化之后，会调用构造函数，在堆上申请10个元素的空间，然后push1 2 3 4元素进入空间。

s2对象是利用拷贝构造由s1生成的，但是并没有显式定义，所以编译器只会完成浅拷贝，将s1原封不动的拷贝给s2，所以s2也是同一块地址，同样的四个元素，这样就会造成无论s2或者s1谁在增删查改，都会影响另一个对象。

崩溃的主要原因，还是在程序退出时候，s2和s1都要进行销毁，s2先进性销毁，导致空间释放还给操作系统，当s1进行销毁的时候，这个地址已经释放过一次了一块内存空间多次释放，肯定会造成程序崩溃。

所以：类中如果没有涉及资源申请时，拷贝构造写不写都可以，一旦涉及到申请资源了，拷贝狗仔函数是一定要写的，否则就是浅拷贝。

5.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

用如下代码演示：

class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day)
	{
		cout << "Date(int,int,int):" << this << endl;
		//_year = year;
		//_month = month;
		//_day = day;
	}
	Date(const Date& d)
	{
		cout << "Date(const Date &d):" << this << endl;
	}
	~Date()
	{
		cout << "~Date():" << this << endl;
	}
private:
	// 基本类型(内置类型)
	int _year;
	int _month;
	int _day;

};
Date Test(Date d)
{
	Date temp(d);
	return temp;
}
int main()
{
	Date d1(2022,2,3);
	Test(d1);
	return 0;
}

运行结果如下：

结论：为了提高效率，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。

5、赋值运算符重载

5.1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。

一般操作数和参数是等价的，除了三目操作数一般都是两个，隐含this占一个。

我们用上述介绍将<重载一下，小试牛刀，这里需要提醒的是运算符重载写在类外的话，无法访问私有内置变量，这个后面我们学习了友元就可以解决了，我们只是做个测试，我们就将函数写在类内部。

class Date
{
public:
	Date(int year = 1900, int month = 3, int day = 1)
	{

		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
	bool operator<(const Date& d)
	{
		if (this->_year < d._year)
		{
			return true;
		}
		else if (this->_year == d._year && this->_month < d._month)
		{
			return true;
		}
		else if (this->_year == d._year && this->_month == d._month && this->_day < d._day)
		{
			return true;
		}
		else
			return false;
	}

private:
	// 基本类型(内置类型)
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1(2022,2,3);
	Date d2;
	cout << (d2 < d1) << endl;
	return 0;
}

运行结果如下：

注意：是否需要运算符重载取决于此次运算符重载对这个类是否有意义。

5.2赋值运算符重载

赋值运算符重载跟其他的运算符重载不一样，他是系统默认的重载，所以像拷贝构造一样他是编译器可以自动生成的。

1.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 ：要符合连续赋值的含义

下面代码演示赋值重载的格式要求：

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)
{
if(this != &d)//检测是否是给自己赋值
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
return *this; //返回this的解引用 也就是地址内存的值，比直接返回值节省空间 提高效率
}
private:
int _year ;
int _month ;
int _day ;
};

2.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

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

原因：当我们没有在类中显式的写赋值重载函数，而是在全局里定义一个赋值运算符重载，编译器会自动生成一个默认的，这样就会和我们写的冲突，所以赋值运算符重载只能是类的成员函数。

3. 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。这点跟拷贝构造是一样的，他同样也会遇到动态开辟空间的问题，代码如下：

int main()
{
Stack s1;
s1.Push(1);
s1.Push(2);
s1.Push(3);
s1.Push(4);

Stack s2;
s2 = s1;
return 0;
}

上面的代码同样会面临浅拷贝，使用同一块空间的问题。重复释放导致程序崩溃。

5.3前置++和后置++重载

前置++和后置++只是在使用的时候放的位置不同，但是运算符重载都是重载++ 编译器该如何区分呢？

前置++返回的是+1之后的结果，因此我们可以返回this保存的值，同时函数返回值类型使用引用。

后置++返回的是改变之前的值，所以在发生改变之前我们需要保留一份this内的值，而且返回只能是值返回。

综合考量，c++决定后置++重载时，多增加一个int类型的参数，但调用函数时改参数不传递，只作为区分。

具体代码如下：

class Date
{
public:
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	Date& operator++()
	{
		_day += 1;
		return *this;
	}
	Date operator++(int)
	{
		Date temp(*this);
		_day += 1;
		return temp;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d;
	Date d1(2022, 1, 13);
	d = d1++; // d: 2022,1,13 d1:2022,1,14
	d = ++d1; // d: 2022,1,15 d1:2022,1,15
	return 0;
}