c++ 類和對象 —— 中【復習筆記】

1. 類的默認成員函數

如果一個類什么成員都沒有，簡稱空類。但實際上，任何類在不寫成員時，編譯器會自動生成6個默認成員函數（用戶未顯式實現，編譯器生成的成員函數）

這6個成員函數可分為三類：

1. 初始化和清理：構造函數完成初始化工作；析構函數完成清理工作

2. 拷貝復制：拷貝構造是用同類對象初始化創建對象；賦值重載是把一個對象賦值給另一個對象

3. 取地址重載：普通對象和const對象取地址，這兩個很少自己實現

2. 構造函數

2.1 引入

class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}private:int _year;int _month;int _day;
};

對于上面的Date類，如果每次創建對象后要設置信息都要調用 Init 的公有方法，會有些麻煩。那能不能在創建對象時就能設置信息呢？構造函數便出現了

構造函數是一個特殊的成員函數，創建類類型對象時由編譯器自動調用，在對象整個生命周期內只調用一次

2.2 簡介

構造函數雖然叫構造，但它的作用不是開空間創建對象，而是初始化對象

它具有以下特性：

1. 函數名和類名相同

2. 無返回值

3. 構造函數可以重載

4. 對象實例化時編譯器自動調用

5. 如果類沒有顯式定義構造函數，那編譯器會自動生成一個無參的默認構造函數；如果類顯式定義了，那編譯器不再生成

6. 構造函數對于類中內置類型成員不初始化，對于自定義類型成員調用它的默認成員函數（c++11中對于這一點打了補丁：內置類型成員在類中聲明時可以給默認值）

7. 無參的構造函數和全缺省的構造函數都稱為默認構造函數，并且默認構造函數只有一個（即：無參構造函數、全缺省構造函數、編譯器自己默認生成的構造函數都是默認構造函數，但為了避免二義性，通常只定義一種）

?
class Time
{
public:Time(){cout << "Time()" << endl;_hour = 0;_minute = 0;_second = 0;}private:int _hour;int _minute;int _second;
};class Date
{
public:/*//一旦顯式定義任何構造函數，編譯器將不再生成Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}*///無參構造函數//如果使用無參構造函數創建對象，對象后不加括號，否則就變成函數聲明Date(){}//帶參構造函數Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}//全缺省構造函數//全缺省和無參可以看為函數重載，但在調用時會出現二義性Date(int year = 2025, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}private://內置類型,c++11內置成員變量可以在聲明時給默認值int _year;int _month;int _day;//自定義類型Time t;
};int main()
{Date d1;//調用無參構造函數Date d2(2025, 1, 1);//帶參構造函數return 0;
}?

3. 析構函數

3.1 引入

構造函數是完成初始化對象的工作的，和構造函數相反，析構函數就是完成對象中資源的清理工作（析構函數不完成對對象本身銷毀），對象銷毀時編譯器自動調用

3.2 簡介

析構函數具有以下特征：

1. 析構函數名是類名前加字符 ~

2. 無參數無返回類型

3. 一個類只能有一個析構函數，不能重載。如果沒顯式定義，系統自動生成默認析構函數

4. 對象生命周期結束，編譯器自動調用析構函數

5. 對于對象中內置類型，編譯器不需要資源清理，最后系統直接將其內存回收即可；對于自定義類型，會調用它的析構函數

6. 如果類沒有申請資源，析構函數可以不寫，使用生成的默認析構函數即可；但有資源申請時，一定要寫，否則會資源泄露

class Time
{
public:~Time(){cout << "~Time()" << endl;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};class Date
{
private://內置類型int _year = 2025;int _month = 1;int _day = 1;//自定義類型Time t;//創建Date對象，銷毀時要將Time類對象t銷毀，編譯器會給Date類生成一個默認析構函數//目的是調用Time類析構函數，確保Date對象銷毀時內部每個自定義對象都可以銷毀
};

4. 拷貝構造函數

4.1 引入

如果我們要創建一個和已經存在對象一樣的新對象，那拷貝構造函數便發揮作用

拷貝構造函數目的是用已經存在的類類型對象創建新對象，編譯器自動調用。所以它只有一個形參（對該類類型對象的引用，一般用const修飾）

4.2 簡介

它的特征如下：

1. 拷貝構造函數是構造函數的一個重載形式

2. 參數只有一個且必須是該類類型對象的引用（用傳值方式直接報錯 --- 會引發無窮遞歸）

3. 如果沒有顯式定義，編譯器自動生成默認拷貝構造函數。（默認拷貝構造函數按內存存儲字節序完成拷貝，這種拷貝叫淺拷貝或值拷貝）

4. 對于默認拷貝構造函數，內置類型是淺拷貝，而自定義類型是調用其拷貝構造函數完成拷貝

（調用拷貝構造要傳參，傳參就要拷貝構造，拷貝構造就要傳參，傳參就要........,這也是為什么如果參數不是傳引用，就會引發無窮遞歸）

5. 如果類中沒涉及資源申請，拷貝構造可寫可不寫；一旦涉及資源申請，拷貝構造一定要寫，否則是淺拷貝。

（比如：我們創建了一個棧對象s1，在它的構造函數中申請10個元素的空間；然后對象s2使用s1拷貝構造，而類中沒有顯式定義拷貝構造函數，那編譯器自動生成默認拷貝構造函數，而這個拷貝構造是值拷貝，就會導致s1和s2指向同一塊空間。當銷毀s1和s2時，這個空間會釋放多次，導致程序崩潰）

6. 拷貝構造的調用場景：

?使用已存在對象創建新對象

?函數參數類型為類類型對象

?函數返回類型為類類型對象

一般對象傳參使用引用類型；返回時，如果場景允許引用（如非局部類對象.....)盡量使用引用

?
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:Date(int year, int month, 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)
{//調用拷貝構造函數創建tempDate temp(d);//以值方式返回，調用拷貝構造構造臨時變量return temp;
}int main()
{//構造函數創建d1Date d1(2025, 1, 1);//傳值方式傳遞，調用拷貝構造函數Test(d1);return 0;
}?

5. 運算符重載

5.1 運算符重載

運算符重載是具有特殊函數名的函數，有函數名字、參數列表和返回值類型，返回值類型和參數列表和普通函數相似

函數名字：operator+要重載運算符符合（比如：operator< )

函數原型：返回值類型 operator操作符（參數列表）

注意事項：

1. 不能連接其他符號創建新操作符：operator@（這是錯誤的）

2. 重載操作符必須有一個類類型參數（即必須有一個自定義類型），操作符有幾個操作數，重載函數就有幾個參數

3. 用于內置類型的運算符，含義不能變

4. 作為類成員函數重載，形參看起來比操作數少1（成員函數第一個參數為隱藏的this)

5. 以下5個運算符不能重載：.*? ? ::? ? sizeof? ? ?? :? ? ?.

class Date
{
public:Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}//左操作數為this指針
bool operator==(const Date& d2)
{return _year == d2._year&& _month == d2._month&& _day == d2._day;
}private:int _year;int _month;int _day;
};//全局operator==
//如果成員變量是私有的，那無法訪問；重載成成員函數即可
/*bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{return d1._year == d2._year&& d1._month == d2._month&& d1._day == d2._day;
}*/void Test()
{Date d1(2025, 1, 1);Date d2(2025, 2, 2);
}

5.2 賦值運算符重載

1. 格式：

參數類型：const T&，傳引用提高效率

返回值類型：T& ，返回引用提高效率，便于支持連續賦值

檢測是否給自己賦值

返回*this：符合連續賦值含義

2.特征：

?1. 賦值運算符只能重載成類的成員函數，不能重載成全局函數

（如果賦值運算符不顯示實現，編譯器默認生成。那再在類外自己實現一個全局賦值運算符重載，會導致沖突）

?2. 用戶沒顯式實現，編譯器自動生成一個默認賦值運算符重載（值拷貝的方式）

（內置類型成員變量直接復制，自定義類型要調用對應類的復制運算符重載）

3. 如果類為涉及資源管理，賦值運算符可寫可不寫；但涉及資源管理必須自己實現

（比如：我們創建了一個棧對象s1，在它的構造函數中申請10個元素的空間；然后對象s2的構造函數也申請10個元素的空間，s2=s1，編譯器會將s1的內容原封不動拷貝給s2，這導致s2的原空間丟失，內存泄漏；s1和s2共享一塊空間，后續會導致一份空間釋放兩次）

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
{
public:Date(int year = 2025, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}Date(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}//賦值重載Date& operator=(const Date& d){if (this != &d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}return *this;}
private://內置類型int _year;int _month;int _day;//自定義類型Time t;
};

5.3 前置++和后置++重載

class Date
{
public:Date(int year = 2025, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}//前置++//this指向對象在函數結束后不銷毀，用傳引用Date& operator++(){_day += 1;return *this;}//后置++//為了讓前置++和后置++區別，c++規定：后置++重載時多加一個int類型參數//但調用函數時這個參數不用傳遞，編譯器自動傳遞//tmp為臨時對象，只能傳值返回Date operator++(int){Date tmp(*this);_day += 1;return tmp;}private:int _year;int _month;int _day;
};

6. const成員

const修飾的“成員函數”稱為const成員函數，實際修飾該成員函數隱藏this指針，表示該成員函數中不能對類的任何成員進行修飾

class Date{public:Date(int year = 2025, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}//實際看為void print(const Date*this)void print()const{cout << "Print()const" << endl;cout << _year << endl;cout << _month << endl;cout << _day << endl;}private:int _year;int _month;int _day;};

注意事項：

1. 成員函數后面加const后，普通和const對象都可以調用

2. 不能所有成員函數都加const，比如要修改的對象成員變量的函數不能加

3. 只有成員函數內部不修改成員變量，都應該加const，這樣const對象和普通對象都可以調用

7. 取地址和const取地址操作符重載

這兩個默認成員函數一般不重新定義，編譯器會自己生成

class Date{public:Date* operator&(){return this;}const Date* operator&()const{return this;}private:int _year;int _month;int _day;};

使用編譯器默認取地址重載即可，特殊情況如：想讓別人獲取到指定內容，才重載