【C++】类和对象【中】

发布时间：2024年01月18日

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

浅拷贝问题（值拷贝）

深拷贝

4.拷贝构造

4.1 概念

4.2特征

5.赋值运算符重载

5.1运算符重载

5.2 赋值运算符重载

6.日期类

7.const成员

8.取地址及const取地址操作符重载

1.类的6个默认成员函数

如果一个类中什么成员都没有，简称空类

空类并不是什么都没有，编译器会自动生成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

?2.构造函数

2.1 概念

构造函数时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


class Date
{
public:
	//无参构造
	Date()
	{
		_year = 1;
		_month = 2;
		_day = 1;
	}
	//有参构造
	Date(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
    //全缺省的构造函数
    Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
		_month = month;
		_day = day;
    }
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << "/" << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;//调用无参构造
	d1.Print();
	Date d2(2023, 8, 2);//调用有参构造
	d2.Print();

	return 0;
}

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，否则就变成了函数声明

Date d1();//这种写法是错误的

Date func();//函数声明

由于编译器会把它当成函数声明，所以通过无参构造函数创建对象时，不要加上括号

2.2 特性

构造函数是特殊的成员函数，需要注意的时，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（本质就是我们可以写多个构造函数，提供多种初始化方式）

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

6.C++把类型分为内置类型（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...,【注意：只要是指针就是内置类型】自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型，对自定义类型成员会自动调用它的默认构造函数；如果内置类型和自定义类型放在同一个类中，对于自定义类型不提供默认构造不会进行处理，需要使用初始化列表对自定义类型进行初始化

注意：C++11支持内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值

7.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

总结：一般情况需要我们自己写构造函数，决定初始化方式，如果成员变量全是自定义类型可以考虑不写构造函数

3.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。

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

默认的析构函数-->内置类型的成员，不做处理；自定义类型的成员，会调用自定类型成员的析构

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，对自定义类型成员调用它的析构函数

6.如果类中没有申请资源时，析构函数可以不写，可以直接使用编译器生成的默认析构函数；若有资源申请时，一定要写，否则会造成资源泄露

?析构顺序：数据都是存在函数栈帧中的，所以数据必须是先进后出，所以析构的顺序也是后进去的先析构，先进去的后析构

注意：一个类中既有内置类型又有自定义类型时，并且我们给自定义类型写有参数构造，此时编译器不会生成默认构造函数，就不会调用它的默认构造，当调用这个类（有内置类型和自定义类型）创建的对象时，系统会报错，解决方式：一种使用初始化列表的方式，另一种是给有参构造改为全缺省的构造函数。

栈类

class Stack
{
public:
	Stack()
	{
		a = NULL;
		capacity = size = 0;
	}
	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		free(a);
		a = NULL;
		capacity = size = 0;
	}
	bool Empty()
	{
		return size == 0;
	}
	void Push(DataType x)
	{

		if (capacity == size)
		{
			int newCapacity = capacity == 0 ? 4 : capacity * 2;
			DataType* tmp = (DataType*)realloc(a, sizeof(DataType) * newCapacity);
			if (tmp == NULL)
			{
				perror("realloc fail");
				return;
			}
			a = tmp;
			capacity = newCapacity;
		}
		a[size++] = x;
	}
	void Pop()
	{
		assert(!Empty());
		size--;
	}
	DataType Top()
	{
		
		assert(!Empty());
		return a[size - 1];
	}
	int Size()
	{
		
		return size;
	}
	
private:
	DataType* a;
	int capacity;
	int size;

};

对于有资源申请的类，比如栈类，一定要自己写析构函数，否则会出现下面这样的错误

浅拷贝问题（值拷贝）

两个对象中的_a是指向同一块儿空间，当main函数结束会分别调用析构函数，这块儿空间会被释放两次，所以会出现错误。

解决办法：

深拷贝

4.拷贝构造

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

一个对象再给另外一个对象赋值的时候就会调用拷贝构造

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一个重载形式

2.拷贝构造函数的参数只有一个且必须是类类型对象【同类型的对象】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:
	//无参构造
	Date()
	{
		_year = 1;
		_month = 2;
		_day = 1;
	}
	//拷贝构造
    Date(const Date& d)
    {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
    }
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << "/" << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;
	Date d2(d1);

	return 0;
}

?会引发向下图的无穷递归

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，或者是值拷贝

注意：在编译器生成的默认拷贝构造函数中，内置类型是按照字节序方式直接拷贝的，而自定义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的

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

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

自定义类型传值传参必须要调用拷贝构造，如果不调用就会发生浅拷贝问题【析构函数被多次调用，一块儿空间被多次释放，这是不允许的】

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

我们不写拷贝构造函数，编译器默认生成的拷贝构造，跟之前的构造函数特性是不一样的

1.内置类型-->进行值拷贝

2.自定义类型-->调用自定义类型的拷贝构造

总结：Date类不需要我们实现拷贝构造，默认生成就可以用

? ? ? ? ? ?Stack类需要我们自己是实现拷贝构造【深拷贝】，默认生成的会将一块儿空间释放多次会出问题

5.赋值运算符重载

5.1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

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
  • 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是，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 ”、“ ？：”，“ .* ”注意以上五个运算符不能重载
  • 不能改变操作符的操作数个数，比如+是有两个操作数，不能将它改变为一个操作数的；一个操作符是几个操作数，那么重载的时候就有几个参数

5.2 赋值运算符重载

1、赋值运算符重载格式：

参数类型： const T& ，传递引用可以提高传参效率

返回值类型： T&，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：要复合连续赋值的含义

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，赋值运算符重载成全局函数，此时没有this指针，需要两个参数

原因：赋值运算符如果不显示实现，编译器会生成一个默认的。此时用户要再类外自己实现一个全局的赋值运算符重载，就和编译器再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，以值得方式逐字节拷贝。

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

6.日期类

#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:

	//获取某年某月的天数
	int GetMonthDay(int year, int month)
	{
		int arr[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};
		if (month == 2 &&
			((year % 100 != 0 && year % 4 == 0) || (year % 400 == 0)))
		{
			arr[month] = 29;
		}
		return arr[month];
	}

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

	//拷贝构造函数
	Date(const Date& rd)
	{
		_year = rd._year;
		_month = rd._month;
		_day = rd._day;
	}

	//赋值运算符重载
	Date& operator=(const Date& d)
	{
		//cout << "Date& operator=(const Date& d)" << endl;

		if (*this != d)
		{
			this->_year = d._year;
			this->_month = d._month;
			this->_day = d._day;
		}
		return *this;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
	}

	//析构函数
	~Date()
	{
		_year = 0;
		_month = 0;
		_day = 0;
	}
	//日期 += 天数
	Date& operator +=(int day)
	{
		if (day < 0)
		{
			*this -= -day;
			return *this;
		}
		_day += day;
		while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
		{
			_day -= GetMonthDay(_year, _month);
			_month++;
			if (_month == 13)
			{
				_year++;
				_month = 1;
			}
		}
		return *this;
	}
	//日期 + 天数
	Date operator+(int day)
	{
		Date tmp(*this);
		tmp += day;
		return tmp;
	}
	
	日期 + 天数
	//Date operator+ (int day)
	//{
	//	Date tmp(*this);
	//	tmp._day += day;
	//	while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month))
	//	{
	//		tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);
	//		tmp._month++;
	//		if (tmp._month == 13)
	//		{
	//			tmp._year++;
	//			tmp._month = 1;
	//		}
	//	}
	//	return tmp;

	//}
	//Date& operator+=(int day)
	//{
	//	*this = *this + day;
	//	return *this;
	//}

	// 日期 - 天数
	Date operator-(int day)
	{
		Date tmp(*this);
		tmp -= day;
		return tmp;
	}
	//日期 -= 天数
	Date& operator-=(int day)
	{
		if (day < 0)
		{
			return *this += (-day);
		}
		_day -= day;
		while (_day < 1)
		{
			_month--;
			if (_month < 1)
			{
				_year--;
				_month = 12;
			}
			_day += GetMonthDay(_year, _month);
			
		}
		return *this;
	}
	//前置++  ++d1
	Date& operator++()
	{
		*this += 1;
		return *this;
	}
	//后置++   d1++
	Date operator++(int)
	{
		Date tmp(*this);
		*this += 1;
		return tmp;
	}
	后置-- d1--;
	Date operator--(int)
	{
		Date tmp(*this);
		*this -= 1;
		return tmp;
		
	}
	前置--
	Date& operator--()
	{
		*this -= 1;
		return *this;
	}
	//>运算符重载
	bool operator>(const Date& d)
	{
		if (_year > d._year)
		{
			return true;
		}
		else if (_year == d._year && _month > d._month)
		{
			return true;
		}
		else if (_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day)
		{
			return true;
		}
		return false;

	}
	//==运算符重载
	bool operator==(const Date& d)
	{
		return this->_year == d._year
			&& this->_month == d._month
			&& this->_day == d._day;
	}
	//>= 运算符重载
	bool operator>=(const Date& d)
	{
		if (*this > d || *this == d)
		{
			return true;
		}
		return false;
	}


	//<运算符重载
	bool operator<(const Date& d)
	{
		if (*this == d||*this>d)
		{
			return false;
		}
		return true;
	}
	//<=运算符重载
	bool operator<=(const Date& d)
	{
		if (*this > d)
		{
			return false;
		}
		return true;
	}
	// != 运算符重载
	bool operator != (const Date& d)
	{
		return !(*this == d);
	}
	//日期-日期 得到之间相差的天数
	int operator-(const Date& d)
	{
		Date max = *this;
		Date min = d;
		int flag = 1;

		if (*this < d)
		{
			max = d;
			min = *this;
			flag = -1;
		}
		int n = 0;
		while (min != max)
		{
			min++;
			n++;
		}
		return n * flag;

	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

7.const成员

将const修饰的“成员函数”称之为cons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，表明再该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。

思考：

const对象可以调用非const成员函数吗？

非const对象可以调用const成员函数吗？

const成员函数内可以调用其他的非const成员函数吗？

非const成员函数内可以调用其他的const成员函数吗？

const对象不可以调用非const成员函数-->权限放大

非const对象可以调用const成员函数-->权限缩小

const成员函数不可以调用其他的非const成员函数-->权限放大

非const成员函数内可以调用其他的const成员函数-->权限缩小

我们之前讲过权限可以平移，可以缩小，但是权限不可以放大

8.取地址及const取地址操作符重载

这两个默认成员函数一般不用重新定义，编译器一般会默认生成

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
	
	Date* operator& ()
	{
		return this;
	}
	const Date* operator&()const 
	{
		return this;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

文章来源:https://blog.csdn.net/liangmingqiu_/article/details/132060628
本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。
最新文章