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类的6个默认成员函数
构造函数 构造函数的概念 构造函数的特性
析构函数 析构函数的概念 析构函数的特性
拷贝构造函数 拷贝构造函数的概念 拷贝构造函数的特性
赋值运算符重载 运算符重载 赋值运算符重载
const成员 const修饰类的成员函数
取地址及const取地址操作…目录
类的6个默认成员函数
构造函数 构造函数的概念 构造函数的特性
析构函数 析构函数的概念 析构函数的特性
拷贝构造函数 拷贝构造函数的概念 拷贝构造函数的特性
赋值运算符重载 运算符重载 赋值运算符重载
const成员 const修饰类的成员函数
取地址及const取地址操作符重载 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。 注意这些默认成员函数如果未被显式定义编译器会自动生成。 构造函数 构造函数是C编程语言中一个特殊类型的方法其主要目的是在创建类的新对象时初始化该对象的成员变量。 构造函数的概念 概念名字与类名相同,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。
例如以下日期类中的成员函数Date就是一个构造函数。当你用该日期类创建一个对象时编译器会自动调用该构造函数对新创建的变量进行初始化。
class Date
{
public:Date(int year 1, int month 1, int day 1) // 构造函数{_year year;_month month;_day day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};注意构造函数的主要职责是初始化对象而不是开辟空间创建对象。 构造函数的特性
1、构造函数的函数名与类名相同。
2、构造函数无返回值。 无返回值是真的无返回值而不是说返回值为void。
3、对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。 当用类创建一个对象时编译器会自动调用该类的构造函数对新创建的变量进行初始化。
4、构造函数支持重载。 意味着可以有多种初始化对象的方式编译器会根据所传递的参数去调用对应的构造函数。
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 即 Date d3(); 声明了d3函数该函数无参返回一个日期类型的对象 5、无参的构造函数、全缺省的构造函数以及我们不写编译器自动生成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。 初学C时可能认为只有当我们不写编译器自动生成的构造函数才被称为默认构造函数。其实并不是这样的以下3种都叫做默认构造函数 我们不写编译器自动生成的构造函数。 我们自己写的无参的构造函数。 我们自己写的全缺省的构造函数。 总结涉及到不接受参数的构造函数都可以视作“默认构造函数”的范畴。 6、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若用户显示定义了则编译器就不再生成。 那么既然在我们不写的情况下编译器会自动生成一个构造函数那我们是不是就没有必要自己写构造函数了
#include iostreamusing namespace std;class Date
{
public:void Print(){cout _year 年 _month 月 _day 日 endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1; // 编译器将调用自动生成的默认构造函数对d1进行初始化d1.Print();return 0;
}
代码结果 d1对象调用了编译器自动生成的构造函数后d1对象的_year/_month/_day依旧是随机值那这编译器自动生成的构造函数还有什么意义
7、编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员调用的它的默认成员函数。 编译器自动生成的构造函数机制 1、编译器自动生成的构造函数对内置类型不做处理。 2、对于自定义类型编译器会再去调用它们自己的默认构造函数。 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
#include iostreamusing namespace std;class Time
{
public:Time(){cout Time() endl; // 查看是否进入该构造函数_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;
}
代码结果 总结尽管C编译器会自动生成默认构造函数但往往我们需自定义构造函数达到我们想要的效果 析构函数 析构函数的概念 概念与构造函数功能相反析构函数负责完成对象的销毁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。 我们知道当一个类对象销毁时其中的局部变量也会随着该对象的销毁而销毁例如我们用日期类创建了一个对象d1当d1被销毁时对象d1当中的局部变量_year/_month/_day也会被编译器销毁。 但是这并不意味着析构函数没有什么意义。像栈(Stack)这样的类对象当该对象被销毁时其中动态开辟的栈并不会随之被销毁需要我们对其进行空间释放这时析构函数的意义就体现了。 析构函数的特性
1. 析构函数名是在类名前加上字符 ~。
class Date
{
public:Date() // 构造函数{}~Date() // 析构函数{}
private:int _year;int _month;int _day;
};2. 无参数无返回值类型。 无返回值也是真的无返回值而不是返回值为void。
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。 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。
#include iostreamusing namespace std;class MyClass {
public:// 构造函数MyClass() {cout 构造函数被调用对象创建了。 endl;}// 析构函数~MyClass() {cout 析构函数被调用对象将被销毁。 endl;}
};int main()
{// 创建一个MyClass类型的局部对象MyClass obj;// 当obj的作用域结束时这里是大括号结束析构函数会被自动调用// 这里obj对象生命周期结束析构函数被调用return 0;
}
代码结果
5. 关于编译器自动生成的析构函数是否会完成一些事情呢下面的程序我们会看到编译器生成的默认析构函数对自定义类型成员调用它的析构函数。
#include iostreamusing namespace std;// 自定义类包含一个构造函数和析构函数
class CustomClass
{
public:CustomClass() {cout CustomClass 的构造函数被调用。 endl;}~CustomClass() {cout CustomClass 的析构函数被调用。 endl;}
};// 另一个类包含CustomClass类型的成员变量
class AnotherClass
{
private:CustomClass myCustomObject; // 自定义类型成员变量public:// 缺少显式定义的构造函数和析构函数// 编译器会自动生成默认的构造函数和析构函数
};int main()
{AnotherClass obj; // 创建AnotherClass类型的对象obj// 当obj的作用域结束时这里是大括号结束默认析构函数会被自动调用// 这里obj对象生命周期结束自动生成的析构函数会调用myCustomObject的析构函数return 0;
}
代码结果 编译器自动生成的析构函数机制 1、编译器自动生成的析构函数对内置类型不做处理。 2、对于自定义类型编译器会再去调用它们自己的默认析构函数。 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。
拷贝构造函数 在现实生活中可能存在一个与你一样的自己我们称其为双胞胎。 那在创建对象时可否创建一个与已存在对象一某一样的新对象呢 拷贝构造函数的概念
概念只有单个形参该形参是对本类类型对象的引用一般常用从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。
#include iostreamusing namespace std;class Date
{
public:Date(int year 0, int month 1, int day 1)// 构造函数{_year year;_month month;_day day;}Date(const Date d)// 拷贝构造函数{_year d._year;_month d._month;_day d._day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1(2021, 5, 31);Date d2(d1); // 用已存在的对象d1创建对象d2return 0;
}拷贝构造函数的特性
1、拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。 拷贝构造函数的函数名也与类名相同。
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。
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;
} 要调用拷贝构造函数就需要先传参若传参使用传值传参那么在传参过程中又需要进行对象的拷贝构造如此循环往复最终引发无穷递归调用。 注意自定义类型的对象进行函数传参时一般推荐使用引用传参。使用传值传参也可以但每次传参时都会调用拷贝构造函数。 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。
#include iostreamusing namespace std;class Date
{
public:Date(int year 0, int month 1, int day 1)// 构造函数{_year year;_month month;_day day;}void Print(){cout _year 年 _month 月 _day 日 endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1(2021, 5, 30);Date d2(d1); // 用已存在的对象d1创建对象d2d1.Print();d2.Print();return 0;
}
代码结果 #include iostreamusing namespace std;class Time
{
public:Time(){_hour 1;_minute 1;_second 1;}Time(const Time t){cout Time::Time(const Time) endl;_hour t._hour;_minute t._minute;_second t._second;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)int _year 1;int _month 1;int _day 1;// 自定义类型Time _t;
};int main()
{Date d1;// 用已经存在的d1拷贝构造d2此处会调用Date类的拷贝构造函数// 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构造函数Date d2(d1);return 0;
}
代码结果 编译器自动生成的拷贝构造函数机制 1、编译器自动生成的拷贝构造函数对内置类型会完成浅拷贝值拷贝。 2、对于自定义类型编译器会再去调用它们自己的默认拷贝构造函数。 4、编译器生成的默认拷贝构造函数已经可以完成字节序的值拷贝了还需要自己显式实现吗 当然像日期类这样的类是没必要的。那么下面的类呢
#include malloc.h
#include stdlib.htypedef 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;
}
代码结果
这里会发现上面的程序会崩溃掉这里就需要我们以后讲的深拷贝去解决。 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。 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。 #include iostreamusing namespace std;class Date
{
public:Date(int year, int minute, int day){cout Date(int,int,int): this endl;}Date(const Date d){cout Date(const Date d): this endl;}~Date(){cout ~Date(): this endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};Date Test(Date d)
{Date temp(d);return temp;
}int main()
{Date d1(2022, 1, 13);Test(d1);return 0;
}
代码结果 注意为了提高程序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。 赋值运算符重载 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。
d1 d2;// 可读性高书写简单
IsSame(d1, d2);// 可读性差书写麻烦// 目的就是让自定义类型可以像内置类型一样可以直接使用运算符进行操作。 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。这个经常在笔试选择题中出现。 以重载 运算符作为例子 1、可以将该运算符重载函数作为类的一个成员函数该函数的第一个形参默认为this指针。
class Date
{
public:Date(int year 0, int month 1, int day 1){_year year;_month month;_day day;}void Print(){cout _year 年 _month 月 _day 日 endl;}bool operator(const Date d) // 运算符重载函数{return _year d._year_month d._month_day d._day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};2、也可以将该运算符重载函数放在类外面但此时外部无法访问类中的成员变量这时我们可以将类中的成员变量设置为共有(public)这样外部就可以访问该类的成员变量了也可以用友元函数解决该问题。并且在类外没有this指针所以此时函数的形参我们必须显示的设置两个。
class Date
{
public:Date(int year 0, int month 1, int day 1){_year year;_month month;_day day;}void Print(){cout _year 年 _month 月 _day 日 endl;}int _year;int _month;int _day;
};
bool operator(const Date d1, const Date d2) // 运算符重载函数
{return d1._year d2._yeard1._month d2._monthd1._day d2._day;
}赋值运算符重载
1、赋值运算符重载格式
参数类型const 类类型传递引用可以提高传参效率。返回值类型类类型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。
以重载 运算符作为例子
class Date
{
public:Date(int year 0, int month 1, int day 1)// 构造函数{_year year;_month month;_day day;}Date operator(const Date d)// 赋值运算符重载函数{if (this ! d){_year d._year;_month d._month;_day d._day;}return *this;}void Print()// 打印函数{cout _year 年 _month 月 _day 日 endl;}
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
原因赋值运算符如果不显式实现编译器会生成一个默认的。此时用户再在类外自己实现一个全局的赋值运算符重载就和编译器在类中生成的默认赋值运算符重载冲突了故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。
#include iostreamusing namespace std;class Time
{
public:Time(){_hour 1;_minute 1;_second 1;}Time operator(const Time t){if (this ! t){_hour t._hour;_minute t._minute;_second t._second;}return *this;}
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 d1;Date d2;d1 d2;return 0;
} 注意对于日期类编译器自动生成的赋值运算符重载函数就可以满足我们的需求我们可以不用自己写。但是这也不意味着所有的类都不用我们自己写赋值运算符重载函数当遇到一些特殊的类我们还是得自己动手写赋值运算符函数的。 注意区别以下代码所调用的函数
Date d1(2021, 6, 1);// 构造函数
Date d2(d1);// 拷贝构造函数
Date d3 d1;// 拷贝构造函数 构造函数和赋值运算符重载函数的使用场景 拷贝构造函数用一个已经存在的对象去构造初始化另一个即将创建的对象。 赋值运算符重载函数在两个对象都已经存在的情况下将一个对象赋值给另一个对象。 const成员 const修饰类的成员函数 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的是类成员函数隐含的this指针表明在该成员函数中不能对this指针指向的对象进行修改。 #include iostreamusing namespace std;class Date
{
public:Date(int year, int month, int day){_year year;_month month;_day day;}void Print(){cout Print() endl;cout year: _year endl;cout month: _month endl;cout day: _day endl endl;}void Print() const{cout Print()const endl;cout year: _year endl;cout month: _month endl;cout day: _day endl endl;}
private:int _year; // 年int _month; // 月int _day; // 日
};int main()
{Date d1(2022, 1, 13);d1.Print();const Date d2(2022, 1, 13);d2.Print();return 0;
}
代码结果
思考下面几个问题经典面试题 1、const对象可以调用非const成员函数吗 2、非const对象可以调用const成员函数吗 3、const成员函数内可以调用其他的非const成员函数吗 4、非cosnt成员函数内可以调用其他的cosnt成员函数吗
答案是不可以、可以、不可以、可以
解释如下 1、非const成员函数即成员函数的this指针没有被const所修饰我们传入一个被const修饰的对象用没有被const修饰的this指针进行接收属于权限的放大函数调用失败。 2、const成员函数即成员函数的this指针被const所修饰我们传入一个没有被const修饰的对象用被const修饰的this指针进行接收属于权限的缩小函数调用成功。 3、在一个被const所修饰的成员函数中调用其他没有被const所修饰的成员函数也就是将一个被const修饰的this指针的值赋值给一个没有被const修饰的this指针属于权限的放大函数调用失败。 4、在一个没有被const所修饰的成员函数中调用其他被const所修饰的成员函数也就是将一个没有被const修饰的this指针的值赋值给一个被const修饰的this指针属于权限的缩小函数调用成功。
取地址及const取地址操作符重载 取地址操作符重载和const取地址操作符重载这两个默认成员函数一般不用自己重新定义使用编译器自动生成的就行了
class Date
{
public:Date* operator() // 取地址操作符重载{return this;}const Date* operator()const // const取地址操作符重载{return this;}
private:int _year;int _month;int _day;
};注意这两个运算符一般不需要重载使用编译器生成的默认取地址的重载即可只有特殊情况才需要重载比如想让别人获取到指定的内容
