一、类的6个默认成员函数
1、1 概念
如果一个类中什么成员都没有,简称为空类。空类中什么都没有吗?并不是的,任何一个类在我们不写的情 况下,都会自动生成下面6个默认成员函数。
6个默认成员函数的名称和作用如下:
1、初始化和清理:构造函数:主要完成初始化工作
析构函数:主要完成清理工作
2、拷贝赋值: 拷贝构造是使用同类对象初始化创建对象
赋值重载主要是把一个对象赋值给另一个对象
3、取地址重载: 主要是对普通对象和const对象取地址,这两个很少会自己实现
二、构造函数
2、1 概念
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,保证每个数据成员 都有 一个合适的初始值,并且在对象的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,构造函数的虽然名称叫构造,但是需要注意的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。
注意:一个类可以创建多个对象
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
代码示例:
编译器会处理_a,通过A的构造函数
class A { public: A() { cout << "A()" << endl; _a = 0; } private: int _a; };
我们不写,编译器自动调用默认的构造函数,初始化类A的对象(是随机值)
生成的默认构造函数只对自定义类型处理,对于内置类型不处理
2、3默认构造函数的种类
默认构造函数只有三种:
1、我们不写默认生成的
2、写的无参的
3、写的全缺省的
以日期类为例子:无参和带参的构造函数
// 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 ; } //3.我们写的全缺省 Date (int year = 1900, int month = 1, int day = 1) { _year = year; _month = month; _day = day; } // 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
三、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象的销毁,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,完成类的一些资源清理工作。
3、2特征
1. 析构函数名是在类名前加上字符 ~。
2. 无参数无返回值。
3. 一个类有且只有一个析构函数。若未显式定义,系统会自动生成默认的析构函数。
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。
5、编译器生成的默认析构函数,对会自定类型成员调用它的析构函数。
1、以日期类为例:
2、 示例2:自定义栈的析构
class Stack { public: Stack(int capacity = 10)//无需传参,这里要写全缺省 { _a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity); assert(_a); _top = 0; _capacity = capacity; } //就算自己不写,编译器也会自动生成一个,我们写了编译器就不会自动生成了 ~Stack() { cout << "~Stack()" << endl; free(_a); _a = nullptr; _top = _capacity = 0; } private: int* _a; int _top; int _capacity; };
3、3析构的顺序
特点:先构造,后析构
先创建出来的对象后调用析构函数完成析构
四、拷贝构造函数
4、1概念
举例说明:路上的路灯每一个都长得一模一样。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?
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
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使用引用传参,使用传值方式会引发无穷递归调用。
3. 若未显示定义,系统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,这种拷贝我们叫做浅拷贝,或者值拷贝。
4、3代码示例
class Date { public: Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1) { _year = year; _month = month; _day = day; } private: int _year; int _month; int _day; }; int main() { Date d1; // 这里d2调用的默认拷贝构造完成拷贝,d2和d1的值也是一样的。 Date d2(d1); return 0; }
利用d1对象构造d2这个对象(调用的是默认拷贝构造)
日期类的自己写的拷贝构造,为了实现深拷贝
//我们不写编译器会默认生成一个拷贝构造 // 1、内置类型的成员会完成值拷贝,浅拷贝 // 2、自定义类型的成员,会去调用这个成员的拷贝构造 // 3、结论:一般的类,自己生成的拷贝构造就够用了。只有 // 像栈这样的类自己直接管理资源,就要自己实现拷贝构造 Date(const Date& d)//拷贝构造 { _year = d._year; _month = d._month; _day = d._day; }
五、赋值操作符重载
5、1概念
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)
5、2五个注意点
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或者枚举类型的操作数
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
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
.* 、:: 、sizeof 、?: 、. 注意以上5个运算符不能重载。
最后一点尤为重要,是常考的考点。
5、3代码示例
以日期类为例子写一个全局的operator==
class Date { public: //我们不写,编译器自动生成构造函数,对于内置类型成员不做处理 //自定义类型成员会去调用这个成员的的默认构造函数 Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)//无参的默认构造 { _year = year; _month = month;//相当于是this->_month _day = day; } void Print() { cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; } int GetYear() { return _year; } bool operator==(Date d)//因为有一个是this,成员应该少一个 { return _year == d._year && _month == d._month && _day == d._day; } private: int _year; int _month;//只是声明,没有空间 int _day;//在类里定义的,就会在前面加this }; int main() { Date d1(2022, 5, 16);//构造就是初始化的意思 Date d2(2022, 5, 16); //自定义类型是不能直接比较的,需要运算符重载 //内置类型,可以直接用各种运算符 if (d1.operator==(d2))//d1默认传给了this { cout << "==" << endl; } if (d1 == d2)//编译器会处理成对应的重载运算符等价于if (d1.operator==(d2)) { cout << "==" << endl; } return 0; }
运行起来的效果
我们写的和编译器识别的
5、4赋值运算符重载
代码示例:日期类的赋值=
class Date { public: Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1) { _year = year; _month = month; _day = day; } Date& operator=(const Date& d) { if(this != &d) { _year = d._year; _month = d._month; _day = d._day; } } private: int _year; int _month; int _day; }; int main() { Date d1; Date d2(2018,10, 1); // 这里d1调用的编译器生成operator=完成拷贝,d2和d1的值也是一样的。 d1 = d2; return 0; }
五个特点
1. 参数类型
2. 返回值
3. 检测是否自己给自己赋值
4. 返回*this
5. 一个类如果没有显式定义赋值运算符重载,编译器也会生成一个,完成对象按字节序的值拷贝。
六、const成员函数
6、1概念
将const修饰的类成员函数称之为const成员函数,const修饰类成员函数,实际修饰该成员函数隐含的this指针,表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。
示意图:
回答const有关的四个问题:
1. const对象可以调用非const成员函数吗?
不可以,权限的放大
2. 非const对象可以调用const成员函数吗?
可以, 权限缩小
3. const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗?
不允许,const成员函数调用非const成员函数,调用该const成员函数的对象已经被设置为const类型,只可以访问不能修改,在用该const成员函数访问其他非const成员函数可能会修改,因此const成员函数不能调用非const成员函数。
4. 非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗?
可以, 非const成员调用const成员权限缩小
七、取地址及const取地址操作符重载
7、1特点
这两个默认成员函数一般不用重新定义 ,编译器默认会生成
7、2日期类代码示例
重载取地址符和const取地址符
class Date { public : Date* operator&() { return this ; } const Date* operator&()const { return this ; } private : int _year ; // 年 int _month ; // 月 int _day ; // 日 };
八、相关习题的练习和思维导图
本章内容思维导图
例题1
答案:C
解析:不能被重载的运算符就只有五个:点号. 三目运算符 ?:
作用域访问限定符::运算符sizeof以及*
例题2
答案:D
解析:此成员函数被定义为const常方法,代表在函数内部不能修改任何当前对象的数据成员,因此x不可能改变
答案: D
解析:A.赋值运算符在类中不显式实罚时,编译器会生成一份默认的,此时用户在类外再将赋值运算符重载为全局的,就和编译生成的默认赋值运算符冲突了,故赋值运算符只能重载成成员函数。 B.默认的赋值运算符是按成员成员,属于浅赋值,浅拷贝。
C.参数只有一个,另一个通过this指针传递。D.两个函数的调用场景不同,相互没有影响。