【C++第三課 - 類和對象中】構造函數、析構函數、拷貝構造函數

類的6個默認成員函數

默認成員函數：不寫編譯器也會默認生成一份
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構造函數

自己寫的構造函數

構造函數是特殊的成員函數，需要注意的是，構造函數雖然名稱叫構造，但是構造函數的主要任
務并不是開空間創建對象，而是初始化對象。
其特征如下：

函數名與類名相同。
無返回值，不需要寫void。
對象實例化時編譯器自動調用對應的構造函數。
構造函數可以重載。
. 如果類中沒有顯式定義構造函數，則C++編譯器會自動生成一個無參的默認構造函數，一旦
用戶顯式定義編譯器將不再生成。
關于編譯器生成的默認成員函數，很多童鞋會有疑惑：不實現構造函數的情況下，編譯器會
生成默認的構造函數。但是看起來默認構造函數又沒什么用？d對象調用了編譯器生成的默
認構造函數，但是d對象_year/_month/_day，依舊是隨機值。也就說在這里編譯器生成的
默認構造函數并沒有什么用？？
解答：C++把類型分成內置類型(基本類型)和自定義類型。內置類型就是語言提供的數據類
型，如：int/char…，自定義類型就是我們使用class/struct/union等自己定義的類型，看看
下面的程序，就會發現編譯器生成默認的構造函數會對自定類型成員_t調用的它的默認成員
函數。
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能有一個。
注意：無參構造函數、全缺省構造函數、我們沒寫編譯器默認生成的構造函數，都可以認為
是默認構造函數。

#include <iostream>
using namespace std;class Date
{
public:Date(){_day = 1;_month = 1;_year = 1;}Date(int day, int month, int year){_day = day;_month = month;_year = year;}void Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}
private:int _day;int _month;int _year;
};int main()
{Date d1;Date d2(2023, 1, 24);d1.Print();d2.Print();return 0;
}

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對于沒有參數的初始化對象時，不能寫成下面那樣，因為無法與函數聲明區分
Date d1()

也可以用缺省函數，下面兩個函數構成函數重載，但是無參調用的時候會產生歧義

//Date()
//	{
//		_day = 1;
//		_month = 1;
//		_year = 1;
//	}Date(int day = 1, int month = 1, int year = 1){_day = day;_month = month;_year = year;}

默認生成的構造函數

默認構造函數：編譯器默認生成的、無參的構造函數、全缺省的構造函數（可以不傳參的都叫默認構造），這三個函數不能同時存在，因為會存在調用歧義。
如果不寫構造函數，有沒有構造函數
默認生成的，但此時是隨機值

class Date
{
public:void Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}
private:int _day;int _month;int _year;
};int main()
{Date d1;d1.Print();return 0;
}

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對于棧的初始函數來說，初始化的也是隨機值

class Stack
{
public:private:int* _a;int _top;int _capacity;
};int main()
{Stack s1;return 0;
}

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但對于像MyQueue的構造函數就初始化了

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規則
內置類型：int/double/…指針，eg：Date* p是內置類型
自定義類型： class struct…
默認生成的構造函數，對于內置類型成員不做處理（看編譯器，建議當成不處理），自定義類型會取調用它的默認構造（調用無參的默認構造，如果自定義類型沒有默認構造 - 初始化列表，類和對象下講）
對于這個缺陷C++11提供如下解決方法，下面這個寫法還是聲明，給的缺省值
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析構函數

概念

析構函數：與構造函數功能相反，析構函數不是完成對對象本身的銷毀，局部對象銷毀工作是由
編譯器完成的。而對象在銷毀時會自動調用析構函數，完成對象中資源的清理工作。

特征

析構函數是特殊的成員函數，其特征如下：

析構函數名是在類名前加上字符 ~。
無參數無返回值類型。
一個類只能有一個析構函數。若未顯式定義，系統會自動生成默認的析構函數。注意：析構
函數不能重載
對象生命周期結束時，C++編譯系統系統自動調用析構函數。
編譯器生成的默認析構函數，對自定類型成員調用它的析構函數。
如果類中沒有申請資源時，析構函數可以不寫，直接使用編譯器生成的默認析構函數，比如
Date類；有資源申請時，一定要寫，否則會造成資源泄漏，比如Stack類
日期類不需要寫析構，棧需要寫析構

class Date
{
public:Date(int day = 1, int month = 1, int year = 1){_day = day;_month = month;_year = year;}void Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}~Date(){cout << "~Date()" << endl;}
private:int _day = 1;int _month = 1;int _year = 1;
};int main()
{Date d1;d1.Print();return 0;
}

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拷貝構造函數

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淺拷貝時，st和st1對象會導致對同一塊空間的重復釋放
解決方法：自定義類型對象拷貝時，調用一個函數，這個函數就叫拷貝構造 - 深拷貝。
（1）傳參的時候
（2）初始化構造的時候Date d2(d1)

特征

拷貝構造函數是構造函數的一個重載形式。
拷貝構造函數的參數只有一個且必須是類類型對象的引用，使用傳值方式編譯器直接報錯，
因為會引發無窮遞歸調用。.0
默認生成的拷貝構造函數：對內置類型會完成值拷貝，自定義對象回去調用它的拷貝對象。

像下面所示，st1與st中的_a是指向同一塊空間，當這兩個對象被釋放時，會對_a所指的這段空間釋放兩次，從而造成錯誤，拷貝構造主要是解決這個問題的– 深拷貝。

class Stack
{
public:Stack(){//...}Stack(const Stack& stt){_a = (int*)malloc(sizeof(int) * stt._capacity);if (_a == nullptr){perror("malloc fail");exit(-1);}memcpy(_a, stt._a, sizeof(int) * stt._top);_top = stt._top;_capacity = stt._capacity;}~Stack(){cout << "~Stack()" << endl;}
private:int* _a;int _top;int _capacity;
};

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1、被拷貝的對象前面加const，防止意外的改變

運算符重載

對于+、-、*、/、>、<等等，內置類型可以直接使用，自定義類型無法使用
解決方法：（1）寫一個函數（2）使用運算符重載
運算符重載：operator+運算符，使用方法：直接使用運算符

函數重載：允許參數不同的同名函數存在
運算符重載：自定義類型可以直接使用運算符

== 、 >、 <=

class Date
{
public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}public:int _year;int _month;int _day;
};
bool operator==(Date x, Date y)
{return x._year == y._year && x._month == y._month && x._day == y._day;
}
bool operator>(Date x, Date y)
{if (x._year > y._year)return true;else if (x._year == y._year && x._month > y._month)return true;else if (x._year == y._year && x._month == y._month && x._day > y._day)return true;return false;
}
bool operator<=(Date x, Date y)
{return ~(x > y);
}int main()
{Date d1(2001, 3, 29);Date d2(2024, 3, 1);cout << (d1 > d2) << endl;cout << (d1 == d2) << endl;cout << (d1 <= d2) << endl;return 0;
}

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報錯的原因：因為流提取運算符的優先級大于>，因此加個括號就沒事了

**此時程序的缺陷：
1、運算符重載函數的參數那，調用了拷貝構造 --> 用&
2、為了在函數里訪問類的成員變量，把成員變量設置成了公有 --> 在類里面設置一些訪問成員的函數；將運算符重載函數放到類里面
**
缺陷1修改

bool operator==(const Date& x, const Date& y)
{return x._year == y._year && x._month == y._month && x._day == y._day;
}
bool operator>(const Date& x, const Date& y)
{if (x._year > y._year)return true;else if (x._year == y._year && x._month > y._month)return true;else if (x._year == y._year && x._month == y._month && x._day > y._day)return true;return false;
}
bool operator<=(const Date& x, const Date& y)
{return ~(x > y);
}

缺陷2修改

class Date
{
public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}bool operator==(const Date& y){return _year == y._year && _month == y._month && _day == y._day;}bool operator>(const Date& y){if (_year > y._year)return true;else if (_year == y._year && _month > y._month)return true;else if (_year == y._year && _month == y._month && _day > y._day)return true;return false;}bool operator<=(const Date& y){return ~(*this > y);}private:int _year;int _month;int _day;
};

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也可以d1.operator>(d2)這樣顯示的調用
這個類還可以些哪些運算符重載，這個取決于哪些運算符對于這個類是有意義的
eg：日期-日期、日期+=天數、日期+天數

+=

int GetMonthDay(int year, int month){assert(year >= 1 && month >= 1 && day >= 1);int arr[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};if (month == 2 && (((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0)) || year % 400 == 0))return 29;return arr[month];}Date& operator+=(int day){_day += day;while (_day > GetMonthDay()){_day -= GetMonthDay();_month++;if (_month > 12){_year++;_month = 1;}}return *this;}

細節
根據內置類型的定義，+=是有返回值的，因此自定義類型也應該有返回值
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+

int GetMonthDay(int year, int month){assert(year >= 1 && month >= 1 && day >= 1);int arr[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};if (month == 2 && (((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0)) || year % 400 == 0))return 29;return arr[month];}
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 > 12){tmp._year++;tmp._month = 1;}}return tmp;}

賦值重載

operator= 我們不寫，編譯器回生成默認的operator=。跟拷貝構造的行為類似，內置類型值拷貝，自定義類型調用他的賦值
Date、MyQueue可以不用寫，默認生成的operator=就可以用
賦值重載：（重載運算符）兩個已經存在的對象拷貝
拷貝構造：一個已經存在的對象去拷貝初始化另一個對象

缺省參數不能同時出現在聲明與定義里面，只能在聲明中定義

Date& operator=(const Date& y);Date& Date::operator=(const Date& y)
{if (this != &y){_year = y._year;_month = y._month;_day = y._day;}return *this;
}

Date類的完善

構造函數的完善

Date::Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{_year = year;_month = month;_day = day;if (_year < 1 || _month > 13 || _month < 1 || day < 1 || day > GetMonthDay(_year, _month)){print();cout << "日期非法" << endl;}
}

用+復用+=

復用1

Date& Date::operator+=(int day)
{*this = *this + day;return *this;}
Date 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 > 12){tmp._year++;tmp._month = 1;}}return tmp;}

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復用2

Date& Date::operator+=(int day)
{_day += day;while (_day > GetMonthDay(_year, _month)){_day -= GetMonthDay(_year, _month);_month++;if (_month > 12){_year++;_month = 1;}}return *this;}
Date Date::operator+(int day)
{Date tmp(*this);tmp += day;return tmp;}