【C++】—— 类和对象(中)一张图带你搞清楚6个默认成员函数+万字总结 复习全靠它(2)

简介: 【C++】—— 类和对象(中)一张图带你搞清楚6个默认成员函数+万字总结 复习全靠它(2)

三、拷贝构造函数

1.概念

   从拷贝这个词就可以想到,当我们在临近交作业的时候,尤其是电子档的作业时,发现作业太多,不想思考,于是就有了copy的想法;从而就产生了两个一模一样的作业,当然也有可能是一人干活,全班享受啦^-^(但是不建议大家copy)

       那在创建对象时,可否创建一个与一个对象一某一样的新对象呢? 当然是可以的;

       那就需要用到拷贝构造函数啦;

2.拷贝构造函数的特性

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定义如下:

Data(const Data& d)

class Date
{
public:
  /*构造函数*/
  Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  /*拷贝构造函数*/
  Date(const Data& d)
  {
    //加const为了防止写成 d._year = _year;
    _year = d._year;
    _month = d._month;
    _day = d._day;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Date d1(2022, 1, 15);
  //拷贝复制
  Date d2(d1);//调用拷贝构造---自定义类型用一个同类型的对象初始化我,就是拷贝构造
  return 0;
}

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通过上图的分析,拷贝构造函数是必须引用传参的,为了防止被拷贝的对象被修改,加上const进行修饰;


拷贝构造函数与前两个函数一样,如果不写拷贝构造,系统会自动生成默认拷贝构造函数 ;


1.对于内置类型成员,会完成按字节序的拷贝;(称为浅拷贝)

2.对于自定义类型成员,会调用他的拷贝构造;

3.拷贝构造的注意点

以下是关于栈类的拷贝构造

class Stack
{
public:
    //构造函数
  Stack(int capacity = 4)
  {
    _a = (int*)malloc(sizeof(int));
    if (_a == nullptr)
    {
      cout << "malloc fail\n" << endl;
      exit(-1);
    }
    _top = 0;
    _capacity = capacity;
  }
    //拷贝构造函数
    /*
        编译器默认生成
    */
    //析构函数
  ~Stack()
  {
    free(_a);
    _a = nullptr;
    _top = _capacity = 0;
  }
private:
  int* _a;
  size_t _top;
  size_t _capacity;
};
int main()
{
  /*直接崩溃*/
  //导致他们指向的空间被析构两次,导致程序崩溃
  Stack st1(10);
  Stack st2(st1);
  return 0;
}

对于栈类的拷贝构造,因为我们没有定义,编译器回去默认生成一个拷贝构造函数,实例化出st1对象后进行了一个初始化,然后对st2对象进行拷贝构造,此时并不存在任何问题,但是他们都需要进行一次析构函数,对资源进行清理;就在这个时候出现了问题; 

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四、赋值运算符重载

1.运算符重载

1.概念

       对于内置类型的大、小进行比较,编译器可以直接处理 ,但是对于自定义类型编译不能直接处理;

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       比如我们定义了一个日期类,实例化出两个对象后,想要比较一下两个对象中的天数大小时,直接用运算符是完全可以的,但是想要比较d1和d2两个自定义类型的大小时,使用运算符是会发生错误的;

class Data
{
public:
  Data(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
//private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Data d1(2022, 1, 16);
  Data d2(2022, 1, 31);
  int ret = d1._day > d2._day;
  cout << ret << endl;
    //d1 > d2;报错
  return 0;
}

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 对于以上的情况,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 。(如 operator> )

函数原型:返回值类型 operator操作符(参数列表)

注意:

1.不能通过连接其他符号来创建新的操作符:比如 operator@

2.重载操作符必须有一个类类型或者枚举类型的操作数

3.用于内置类型的操作符,其含义不能改变,例如:内置的整型+,不能改变其含义

4.作为类成员的重载函数时,其形参看起来比操作数数目少1成员函数的 操作符有一个默认的形参this,限定为第一个形参

5.  .* 、 :: 、 sizeof 、 ? : (三目操作符)、 . 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。

2.如何定义及使用

1.在类外定义(需要将成员变量改为共有)

/*运算符重载*/
class Data
{
public:
  Data(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
//private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
/*****类外定义******/
//函数名 operator操作符
//返回类型:看操作符运算后返回值是什么
//参数:操作符有几个操作数,他就有几个参数
bool operator>(const Data& d1, const Data& d2)
{
  if (d1._year > d2._year)
  {
    return true;
  }
  else if (d1._year == d2._year && d1._month > d2._month)
  {
    return true;
  }
  else if (d1._year == d2._year && d1._month == d2._month && d1._day > d2._day)
  {
    return true;
  }
  else
  {
    return false;
  }
}
int main()
{
  Data d1(2022, 1, 16);
  Data d2(2022, 1, 31);
  //默认情况下,C++是不支持自定义类型对象使用运算符
  d1 > d2;//编译器看到这个就会将其转换为operator>(d1,d2),就像函数调用一样
  cout << (d1 > d2) << endl;
  cout << operator>(d1, d2) << endl;
  return 0;
}

对于这个函数的参数个数来说,操作符有几个操作数,参数就有几个,既然能在类内定义会发生怎样的变化呢?

2.在类内定义

class Date
{
public:
  Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  //bool operator>(const Date& d1, const Date& d2)
  //按照这样去写,是错误的,操作数过多,因为隐含了一个this指针
  //d1.operator > (d2); bool operator>(const Date* this, const Date& d2)  
  //d1就传给了this,d2就传给了d2
  bool operator>(const Date& d2)
  {
    if (_year > d2._year)
    {
      return true;
    }
    else if (_year == d2._year && _month > d2._month)
    {
      return true;
    }
    else if (_year == d2._year && _month == d2._month && _day > d2._day)
    {
      return true;
    }
    else
    {
      return false;
    }
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Date d1(2022, 1, 16);
  Date d2(2022, 1, 31);
  d1 > d2;//先去类看有没有这个运算符,没有去全局找  运算符重载一般重载为成员函数,为了解决访问私有变量的问题
  //d1.operator > (d2);类里面转换为这样
  return 0;
}

如果直接将刚才类外定义函数直接放到类内去, 会导致操作数过多,我们直到类里面隐含了一个this指针;

在类外定义的时候,是不存在this指针的,函数有两个参数:

bool operator>(const Data& d1, const Data& d2);
d1 > d2;//编译器会转换为operatot>(d1,d2);
//d1传给const Data& d1;d2传给const Data& d2

在类内定义的时候由于this指针的存在,强行将上面的代码放到类内,此时形参就变成三个:

bool operator>(const Date& d1, const Date& d2);//在类外时
d1 > d2;//编译器会转换为operatot>(d1,d2);
//d1传给const Date& d1;d2传给const Date& d2
bool operator>(const Date* this,const Data& d1, const Data& d2);//在类内时
d1 > d2;//编译器会转换为d1.operatot>(d2);
//这里就会导致操作数过多

虽然在类外定义可以实现,但是破破坏了类的封装性,所以在类内定义时,我们只要给一个参数就可以了;

2.赋值运算符重载

1.概念

   赋值运算符重载实现的是两个自定义类型的对象之间的赋值,它和拷贝构造函数不同的是:

       1.拷贝构造是用一个已存在的对象去初始化一个对象;

       2.赋值运算符重载是两个已存在的对象进行赋值操作;

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class Date
{
public:
    //构造函数
  Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
    //拷贝构造
  Date(const Date& d)
  {
    cout << " 11111 " << endl;
  }
    //赋值运算符重载
  //d1 = d3;
  Date operator=(const Date& d)
  {
    //防止有人d1=d1
    //极端情况下自己给自己赋值,判断一下地址就直接跳过了
    if (this != &d)
    {
      _year = d._year;
      _month = d._month;
      _day = d._day;
    }
    return *this;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Date d1(2022, 1, 16);
  Date d2(2022, 1, 31);
  Date d3(2022, 2, 26);
  //一个已经存在的对象拷贝初始化一个马上创建实例化的对象
  Date d4(d1);//拷贝构造
  Date d5 = d1;
  //两个已经存在的对象,之间进行赋值拷贝
  d2 = d1 = d3;
  //d1.operator=(d3);
  //d2.operator=(d1.operator=(d3));
  return 0;
}

因为赋值运算符重载也是在类内定义的,这里只需要给一个参数就可以;

       在类中如果如果没有显示定义赋值重载函数,编译器也会在类中默认 生成一个赋值重载函数,对于内置类型的成员采用浅拷贝,对于自定义类型的成员会去调用它的赋值重载函数;


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