C++类和对象(二)构造函数、析构函数、拷贝构造函数

news2024/11/8 11:05:07

目录

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


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
class Date {}; //空类

2. 构造函数

2.1 概念

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;
}
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:
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
5. 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:
 // 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
 // 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
 // warning C4930: “Date d3(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?)
 Date d3();
}
       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,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

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 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;
};
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
因为你不传参,我另一个这边有默认值,两个有一个就能完成工作,如下代码:全缺省的已经可以包含无参的功能,两个都在的话,创建对象可能出现问题
class Date
{
public:

  //无参的构造函数
 Date()
 {
 _year = 1900;
 _month = 1;
 _day = 1;
 }

 //全缺省的构造函数
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};

3.析构函数

3.1 概念

通过前面构造函数的学习,我们知道一个对象是怎么来的,那一个对象又是怎么没呢的?
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。

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

以下为栈的实现

#include<iostream>
using namespace std;
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>


typedef int DataType;

struct Stack
{
public:
	void Init()
	{
		_array = (DataType*)malloc(10 * sizeof(DataType));
		if (NULL == _array)
		{
			assert(false);
			return;
		}
		//没上面问题容易给3,数量为0
		_capacity = 10;
		_size = 0;
	}
	 
	//入栈
	void Push(DataType data)
	{
		_array[_size] = data;
		++_size;
	}
	//出战
	void Pop()
	{
		if (Empty())
			return;

		_size--;
	}
	//获取栈顶元素
	DataType Top()
	{
		assert(!Empty());
		return _array[_size - 1];
	}
	bool Empty()
	{
		return 0 == _size;
	}
	int Size()
	{
		return _size;
	}
	void Destroy()
	{
		if (_array)
		{
			free(_array);
			_array = nullptr;
			_capacity = 0;
			_size = 0;
		}
	}

private:
	//扩容方法
	void _CheckCapacity()
	{

	}
private:
	DataType* _array;
	size_t _capacity;
	size_t _size;
};

int main()
{
	Stack s;
	s.Init();
	s.Push(1);
	s.Push(2);
	s.Push(3);
	s.Push(4);
	s.Push(5);

	cout << s.Top() << endl;
	cout << s.Size() << endl;

	s.Pop();
	s.Pop();
	cout << s.Top() << endl;
	cout << s.Size() << endl;

	s.Destroy();
	return 0;
}

因为我们代码中自己写了初始化 Init 和 Destory,所以在主函数中你要进行栈操作,必须手动加上s.Init();以及s.Destroy(); 要是不加就会崩溃,这样的话你总有失误的时候,此时我们想让栈创建好就有空间,所以对代码需要优化,下面为部分优化代码

	~Stack()
	{
		if (_array)
		{
			free(_array);
			_array = nullptr;
			_capacity = 0;
			_size = 0;
		}
	}
void TestStack()
{
	Stack s;
	s.Push(1);
	s.Push(2);
	s.Push(3);
	s.Push(4);
	s.Push(66);

	cout << s.Top() << endl;
	cout << s.Size() << endl;

	s.Pop();
	s.Pop();
	cout << s.Top() << endl;
	cout << s.Size() << endl;
}
int main()
{
	TestStack();
	return 0;
}
6. 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。

注意:像Date类一样,对象中没有涉及到任何资源管理时,该类的析构函数可以不必给出

class Date
{
public:
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}

	~Date()
	{
		cout << "~Date():" << this << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
void TestDate()
{
	Date d(2022, 11, 22);
}
int main()
{
	void TestDate();
	return 0;
}

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
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
Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}

Date d2(d1);

错误例子如下:如果这样使用,会不断的调用拷贝,这就是传值引发对象的拷贝

Date(const Date& d)

3. 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

问题:编译器生成的拷贝构造,虽然没有生成但是可以完成拷贝构造的工作,既然编译器已经可以完成了,那拷贝构造函数还需要用户自己写吗?、

答:像日期这种没有涉及到资源管理时, 可写可不写,一般不写,因为编译器可以完成拷贝的工作,如果需要自己再去实现,注意编译器是按照值的方式拷贝的---即:将一个对象中的内容原封不动的拷贝到另一个对象中(浅拷贝)

注意:类中如果没有涉及资源申请时,拷贝构造函数是否写都可以;一旦涉及到资源申请时,则拷贝构 造函数是一定要写的,否则就是浅拷贝

 

注意:

// 1. 以值的方式返回时,如果返回的是匿名对象,则编译器不会再用匿名对象

// 拷贝构造临时对象,而是直接将匿名对象返回了

// 匿名对象:没有名字的对象

// 2. 如果参数是以值的方式传递,实参如果也是匿名对象,也会少一次拷贝构造

// 3. 在C++中,参数能使用引用尽量使用引用,如果不想通过形参改变外部的实参,尽量设置为const类型的引用

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