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类和对象（中）——默认成员函数

时间：2024-07-31 14:29:00浏览次数：11  
标签：函数 成员 默认 运算符 编译器 ._ 重载 构造函数

类的默认成员函数

默认成员函数就是⽤⼾没有显式实现，编译器会⾃动⽣成的成员函数称为默认成员函数。⼀个类，我 们不写的情况下编译器会默认⽣成以下6个默认成员函数，需要注意的是这6个中最重要的是前4个。默认成员函数很重要，也⽐较复杂，我们要从两个⽅⾯去学习： 我们不写时，编译器默认⽣成的函数⾏为是什么，是否满⾜我们的需求。 编译器默认⽣成的函数不满⾜我们的需求，我们需要⾃⼰实现，那么如何⾃⼰实现？

构造函数

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(我们常使⽤的局部对象是栈帧创建时，空间就开好了)，⽽是对象实例化时初始化对象。构造函数的本质是要替代上一个文章中Stack和Date类中写的Init函数的功能，构造函数⾃动调⽤的特点就完美的替代的了Init。

构造函数的特点：

  1. 函数名与类名相同。
  2. ⽆返回值。 (返回值啥都不需要给，也不需要写void，不要纠结，C++规定如此)
  3. 对象实例化时系统会⾃动调⽤对应的构造函数。
  4. 构造函数可以重载。但要注意⽆参构造函数和全缺省构造函数虽然构成函数重载，但是调⽤时会存在歧义。因此要分清情况
  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，⼀旦⽤⼾显式定义编译器将不再⽣成。

参考代码

class Date
{
public:
	//⽆参构造函数
	Date()
	{
		_year = 1;
		_month = 1;
		_day = 1;
	}
	//带参构造函数
	Date(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	//全缺省构造函数
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
	_year = year;
	_month = month;
	_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

注意事项：

⽆参构造函数、全缺省构造函数、我们不写构造时编译器默认⽣成的构造函数，都叫做默认构造函数。但是这三个函数 有且只有⼀个存在 ，不能同时存在。但注意很多人会认为默认构造函数是编译器默认⽣成那个叫默认构造，实际上⽆参构造函数、全缺省构造函数也是默认构造，总之就是不传实参就可以调⽤的构造就叫默认构造。

特点5 注意事项 

我们不写，编译器默认⽣成的构造，对内置类型成员变量的初始化没有要求，也就是说是是否初始化是不确定的，看编译器。对于⾃定义类型成员变量，要求调⽤这个成员变量的默认构造函数初始化。 对内置类型解释：

（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原⽣数据类型，如：int/char/double/指针等，⾃定义类型就是我们使⽤class/struct等关键字⾃⼰定义的类型。）

这里通过调试也可证明   特点5 注意事项 


析构函数

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，⽐如局部对象是存在栈帧的， 函数结束栈帧销毁，编译器会释放，不需要管，C++规定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释放⼯作。（析构函数的功能类⽐我们之前Stack实现的Destroy功能，⽽像Date没有Destroy，其实就是没有资源需要释放，所以严格说Date是不需要析构函数的。一般来说不需要自主写析构函数的也不用自主写，拷贝函数后面也会提到）

析构函数特点：

  1. 析构函数名是在类名前加上字符 ~。
  2. ⽆参数⽆返回值。 (这⾥跟构造类似，也不需要加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。
  4. 对象⽣命周期结束时，系统会⾃动调⽤析构函数(如  进行return 时）
  5. 同构造函数一样不写编译器⾃动⽣成的析构函数对内置类型成员不做处理。
  6. ⼀个局部域的多个对象，C++规定后定义的先析构。
  7. 对于⾃定义类型成员也会调⽤他的析构，也就是说⾃定义类型成员⽆论什么情况都会⾃动调⽤析构函数。（但并不是⾃定义类的析构函数如果来自编译器自动生成的析构函数一定是有用的。（就是6的内容））
  8. 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，如Date；如果默认⽣成的析构就可以⽤，也就不需要显⽰写析构，如MyQueue；但是有资源申请时，⼀定要⾃⼰写析构，否则会造成资源泄漏，如Stack 

 代码参考和解释

1,2,3

~Stack()
{
	cout << "~Stack()" << endl;
	free(_a);
	_a = nullptr;
	_top = _capacity = 0;
}

 6，

c++先定义的栈是在上面的，要结束解析时；从下到上 来解析栈 。这也是加大效率的措施。

7,8

毕竟 Dtae 没有申请空间 也就不需要摧毁；Stack 则与之相反，MyQueue 是调用的Stack的解析函数 则一样；

typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
	Stack(int n = 4)
	{
		_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
		if (nullptr == _a)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_capacity = n;
		_top = 0;
	}
	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		free(_a);
		_a = nullptr;
		_top = _capacity = 0;
	}
private:
	STDataType* _a;
	size_t _capacity;
	size_t _top;
};

class MyQueue
{
public:
private:
	Stack puchst;
	Stack popst;
};

拷贝构造

如果⼀个构造函数的第⼀个参数是⾃⾝类类型的引⽤，且任何额外的参数都有默认值，则此构造函数也叫做拷⻉构造函数，也就是说拷⻉构造是⼀个特殊的构造函数。

拷贝函数特点：

  1. 拷⻉构造函数是构造函数的⼀个重载。
  2. 拷⻉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，因为语法逻辑上会引发⽆穷递归调⽤。
  3. C++规定⾃定义类型对象进⾏拷⻉⾏为必须调⽤拷⻉构造，这⾥⾃定义类型传值传参和传值返回都会调⽤拷⻉构造完成。
  4. 若未显式定义拷⻉构造，编译器会⽣成⾃动⽣成拷⻉构造函数。⾃动⽣成的拷⻉构造对内置类型成员变量会完成值拷⻉/浅拷⻉(⼀个字节⼀个字节的拷⻉)，对⾃定义类型成员变量会调⽤他的拷⻉构造。

 代码参考和解释

1,2

	Stack(const Stack& st)
	{
		_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);
		if (_a == nullptr)
		{
			perror("Stack(const Stack& st)");
		}
		memcpy(_a, st._a, st._top * sizeof(STDataType));
		_top = st._top;
		_capacity = st._capacity;
		
	}
Date(const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}

c++规定：传值传参和传值返回都会调⽤拷⻉构造完成。

若拷⻉构造函数的参数不是引用传参 ，那就只能是传值传参，那就会造成无限递归

3

通过调试可以发现，在进入函数前会进行一次拷贝，因此可以发现栈 内并没有添加 1

而引用传参 则可以在st添加1  ，毕竟从代码层面看 引用传参 传的是st 的一个别名 可以改变其自身

传值返回,，在返回时，会生成一个临时变量来储存所传的值。此过程也会进行函数的拷贝。

但引用返回就不会调用 拷贝函数

虽然这样提高了效率，但首先要保证其正确性；如（回对象是⼀个当前函数局部域的局部对象，函数结束就销毁了，那么使⽤引⽤返回是有问题的，这时的引⽤相当于⼀个野引⽤，类似⼀个野指针⼀样）

总之：

传值返回会产⽣⼀个临时对象调⽤拷⻉构造，传值引⽤返回，返回的是返回对象的别名(引⽤)，没 有产⽣拷⻉。但是如果返回对象是⼀个当前函数局部域的局部对象，函数结束就销毁了，那么使⽤ 引⽤返回是有问题的，这时的引⽤相当于⼀个野引⽤，类似⼀个野指针⼀样。传引⽤返回可以减少 拷⻉，但是⼀定要确保返回对象，在当前函数结束后还在，才能⽤引⽤返回。

4

浅拷贝/值拷贝 是一个字节一个字节的拷贝过去的；拷贝的与被拷贝的一摸一样； 对于 Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源，编译器⾃动⽣成的拷⻉构造就可以完 成需要的拷⻉。 但是 像Stack这样的类，虽然也都是内置类型，但 是_a指向了资源，编译器⾃动⽣成的拷⻉构造完成的值拷⻉/浅拷⻉不符合我们的需求，所以需要 我们⾃⼰实现深拷⻉(对指向的资源也进⾏拷⻉) 但若自己写深拷贝，就不会出现这状况；

或许也有人问，为什么 想date类 没有指向资源（开辟空间）的拷贝与被拷贝的地址不一样，这是c++规定的，这个规定能让我们更加便利。像stack这种，是没法才得用深拷贝。

赋值运算符重载

运算符重载

基本信息

  1. 当运算符被⽤于类类型的对象时，C++语⾔允许我们通过运算符重载的形式指定新的含义。C++规定类类型对象使⽤运算符时，必须转换成调⽤对应运算符重载，若没有对应的运算符重载，则会编译报错。
  2. 运算符重载是具有特名字的函数，他的名字是由operator和后⾯要定义的运算符共同构成。和其他函数⼀样，它也具有其返回类型和参数列表以及函数体。
  3. 重载运算符函数的参数个数和该运算符作⽤的运算对象数量⼀样多。⼀元运算符有⼀个参数，⼆元运算符有两个参数，⼆元运算符的左侧运算对象传给第⼀个参数，右侧运算对象传给第⼆个参数。
  4. 运算符重载中，其优先级和结合性与对应的内置类型运算符⼀致。
  5. 不能通过连接语法中没有的符号来创建新的操作符：⽐如operator@。
  6. 重载操作符⾄少有⼀个类类型参数，不能通过运算符重载改变内置类型对象的含义；这样也没有意义。
  7. .*   ::   sizeof    ?:    .    注意以上5个运算符不能重载。

 代码参考和解释

以日期为例
1, 2
//前面有定义Dtae类 类型
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{
	return d1._year == d2._year
		&& d1._mouth == d2._mouth
		&& d1._day == d2._day;
}
int main()
{
	Date d1(2024,7,28);
	Date d2(2024, 7, 29);
	//等同于d1.operator==(d2);
	d1 == d2;
	return 0;
}

当我们把 运算符重载 放在全局 时 我会会发现 没有权限 调用 类中的 内置变量；如此有如下几种方法。

  1. 成员放公有
  2. Date提供getxxx函数
  3. 友元函数
  4. 重载为成员函数
3
如果⼀个重载运算符函数是类的成员函数，则它的第⼀个运算对象默认是隐式的this指针（这在this指针简绍很详细），因此运算符重载作为成员函数时，参数⽐运算对象少⼀个。这也有缺陷，导致二元函数的左侧运算对象一定是，这个类本身； 这样写很别扭；所以 写在全局的优式 就体现出来了；全局也有却点如1,2； 
	ostream& operator<<(const Date& dostream& out)
	{
		out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;
		return out;
	}

赋值运算符重载

基本内容

赋值运算符重载是⼀个默认成员函数，⽤于完成两个已经存在的对象直接的拷⻉赋值， 这⾥要注意跟拷⻉构造区分，拷⻉构造⽤于⼀个对象拷⻉初始化给另⼀个要创建的对象。

赋值运算符重载的特点：

  1. 赋值运算符重载是⼀个运算符重载，规定必须重载为成员函数。赋值运算重载的参数建议写成const 当前类类型引⽤，否则会传值传参会有拷⻉。（效率问题）
  2. 有返回值，且建议写成当前类类型引⽤，引⽤返回可以提⾼效率，有返回值⽬的是为了⽀持连续赋值场景。
  3. 没有显式实现时，编译器会⾃动⽣成⼀个默认赋值运算符重载，默认赋值运算符重载⾏为跟默认构造函数类似，对内置类型成员变量会完成值拷⻉/浅拷⻉(⼀个字节⼀个字节的拷⻉)，对⾃定义类型成员变量会调⽤他的拷⻉构造。
  4. 像Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源，编译器⾃动⽣成的赋值运算符重载就可以完成需要的拷⻉，所以不需要我们显⽰实现赋值运算符重载。像Stack这样的类，虽然也都是内置类型，但是_a指向了资源，编译器⾃动⽣成的赋值运算符重载完成的值拷⻉/浅拷⻉不符合我们的需求，所以需要我们⾃⼰实现深拷⻉(对指向的资源也进⾏拷⻉)。

代码参考和解释

1，2
		Date& operator=(const Date& d)
	{
			_year = d._year;
			_month = d._month;
			_day = d._day;

		return *this;
	}

注意，拷贝重载是 初始化； 赋值运算符重载是 两个 初始化后的类 运算；

赋值运算  是从后向前依次进行的；

4；

这里解释与 拷贝构造一样 ；

还有就是MyQueue  因为是调用 stack 的赋值运算重造 ，也是不用自己再写运算重载的；

问题思考：

为什么 参数 能用引用传参就用引用传参 在上面已经解释过了；

那有人就可能对为什么加const 产生疑问；

能加const就加的原因是 能减少 错误的产生，就算产生了也能容易的发现；

举一个例子

Stack(const Stack& st)
{
	_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);
	if (_a = nullptr)/	{
		perror("Stack(const Stack& st)");
	}
	memcpy(_a, st._a, st._top * sizeof(STDataType));
	_top = st._top;
	_capacity = st._capacity;
}

这里a == nullptr 写错了 ； 但是 加了 const 不能改变 a 会给提示；

因此 自定义类型函数 一般不建议传值传参  切 能加 const 就加 const

 

标签：函数,成员,默认,运算符,编译器,._,重载,构造函数
From： https://blog.csdn.net/2302_80253411/article/details/140739609

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