C++类与对象(中)
类的默认成员参数
默认成员函数就是用户没有显式实现,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6个默认成员函数。
默认成员参数很重要,也比较复杂,我们要从两个方面去学习:
第⼀: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。
第二: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我们以前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。
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. 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。但是这两个函数有且只有⼀个存在,不能同时存在。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。要注意很多同学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,总结⼀下就是不传实参就可以调用的构造就叫默认构造。
7. 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。如果这个成员变量,没有默认构造函数,那么就会报错,我们要初始化这个成员变量,需要用初始化列表才能解决。
8.如果类中含有自定义类型参数,则该类在初始化是会自动调用自定义类型参数的构造函数。
无参,带参,全缺省构造函数
class Date
{
public:// 1.⽆参构造函数 Date(){_year = 1;_month = 1;_day = 1;}// 2.带参构造函数 Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}// 3.全缺省构造函数 Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}
}
注意:无参缺省构造函数和全缺省构造函数不能同时存在。
析构函数
析构函数与构造函数功能相反,析构函数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,他就释放了,不需要我们管,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。
5. 跟构造函数类似,我们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,自定义类型成员会调用他的析构函数。
6. 还需要注意的是我们显示写析构函数,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。
7. 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
8. ⼀个局部域的多个对象,C++规定后定义的先析构。
拷贝析构函数
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贝构造函数,也就是说拷贝构造是⼀个特殊的构造函数。
拷贝函数的特点
1. 拷贝构造函数是构造函数的⼀个重载。
2. 拷贝构造函数的参数第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。这是因为在C++中,传递对象参数时会调用拷贝构造函数本身来创建参数的副本。
class MyClass {
public:MyClass(MyClass other) {std::cout << "Copy constructor called" << std::endl;}
};int main() {MyClass obj1; MyClass obj2 = obj1; return 0;
}
例如,首先编译器会调用拷贝构造函数,由于是值传递,编译器会创建obj1的副本作为参数other,为了创建这个副本,编译器会无限调用拷贝构造函数,最终造成无限递归。
3. C++规定自定义类型对象进行拷贝行为必须调用拷贝构造,所以这里自定义类型传值传参和传值返回都会调用拷贝构造完成。
4. 若未显式定义拷贝构造,编译器会生成自动生成拷贝构造函数。自动生成的拷贝构造对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝(⼀个字节⼀个字节的拷贝),对自定义类型成员变量会调用他的拷贝构造。所以在面对内置类型的类,编译器自动生成的拷贝构造函数就足以使用,但是自定义类型参数,其变量可能指向某种资源(例如指针),就需要显示定义拷贝构造函数来完成。
5. 传值返回会产生⼀个临时对象调用拷贝构造,传值引用返回,返回的是返回对象的别名(引用),没有产生拷贝。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贝,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。
赋值运算符重载
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。
运算符重载特点
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。
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。
如果⼀个重载运算符函数是成员函数,则它的第⼀个运算对象默认传给隐式的this指针,因此运算 符重载作为成员函数时,参数比运算对象少⼀个。
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@。
重载<<和>>时,需要重载为全局函数,因为重载为成员函数,this指针默认抢占了第⼀个形参位 置,第⼀个形参位置是左侧运算对象,调用时就变成了对象<<count,不符合使用习惯和可读性,重载为全局函数把optream/istream放到第一个形参位置就可以了,第二个形参位置为类类型对象。
重载++运算符时,有前置++和后置++,运算符重载函数名都是operator++,无法很好的区分。 C++规定,后置++重载时,增加⼀个int形参,跟前置++构成函数重载,方便区分。
Date Date::operator++(int)
{Date tmp = *this;*this += 1;return tmp;
}Date& Date::operator++()
{*this += 1;return *this;
}
后置++会在形参加一个int,但是不影响结果,传不传值都可以运行,
赋值运算符重载特点
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贝赋值,这里要注意跟拷贝构造区分,拷贝构造用于⼀个对象拷贝初始化给另⼀个要创建的对象。
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贝。
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贝/浅拷贝(⼀个字节⼀个字节的拷贝),对自定义类型成员变量会调用他的拷贝构造。