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C++类和对象--中阶

news 来源：原创 2025/5/13 7:48:23

C++类和对象中阶

01. 类的6个默认成员函数

在 C++ 中，类有 6 个特殊的默认成员函数（不是 6 个构造函数），它们会在特定情况下由编译器自动生成。包括构造函数，析构函数，拷贝构造和赋值运算符重载，取地址和const取地址重载。简而言之就是，用户没显式实现，编译器会生成的成员函数。

02. 构造函数

2.1 构造函数概念

构造函数是特殊的成员函数，对象创建是自动调用并且初始化对象。如果类中没有定义构造函数，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。

构造顺序：基类 → 成员对象 → 派生类。

2.2 构造函数特性

函数名与类名相同，无返回值（连 void 都没有）。
自动调用，不可手动调用。
可以有参数（支持重载）。

默认构造函数：

我们不传参(编译器生成随机值)就可以调用的（如：Date d;）,有三种，但是不能同时存在。包括无参形式，编译器生成和全缺省的形式，。编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员_t调用的它的默认成员函数。

class Date {
public:Date() {  // 无参}Date(int year = 0, int month = 1,int day=1) {  // 全缺省_year = year;_month = month; _day = day;}//不写
private:_year;_month; _day;
};

带初始化列表形式：

在构造函数体执行前初始化成员变量。

...public:Date(int year = 0, int month = 1,int day=1) {  // 初始:_year(year);_month(month), _day(day);}
...

03. 析构函数

3.1 析构函数概念

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。销毁那个类的对象则调用该类的析构函数。

析构顺序：派生类 → 成员对象 → 基类（与构造相反）

3.2 析构函数特点

函数名为 ~ClassName，无参数和返回值
对象生命周期结束时自动调用
一个类只能有一个析构函数，若未显式定义，系统自动生成

动态内存（new/delete）关闭、释放等。

~Stack(){if (_array){free(_array);_array = NULL;_capacity = 0;_size = 0;}
}

06. 拷贝构造函数

拷贝构造函数是一种特殊的构造函数，用于通过一个已存在的对象来初始化一个新对象。Date od2 = d1或Date od2(d1)都是拷贝构造。白话：构造一个d2，它和d1一模一样，d1变化他也随着变化！拿一个同类型的构造。

使用场景：

用一个对象初始化另一个对象（如:Date od2 = d1或Date od2(d1)）
对象作为函数参数按值传递

传值形式拷贝构造问题：

当参数 d 是值传递时，调用拷贝构造函数时需要先复制实参到形参 d，而复制 d 又会调用拷贝构造函数，形成无限递归。对于类类型，拷贝操作需要调用拷贝构造函数。

递归调用链：

进入 Date(Date d) 时，需要先拷贝 d1 到 d。
拷贝 d1 到 d 又会调用 Date(Date d)，无限循环。

在这里插入图片描述

代码示例：

class Date {
public:Date(const Date d)/*==Date d=d2*/ {...}//会无穷递归
};

正确用法：

    //全缺省构造函数Date(int year = 0, int month = 1,int day=1){_year = year;_month = month;_day = day;}Date(Date& d){ //拷贝构造！Date& d=d2;//this指向调用者；例Date d2(d1)，this指向调用者d2this->_year = d._year;this->_month = d._month;this->_day = d._day;}
main...Date d1(2025,5,12);//调用之前要先传参Date d2(d1);//拷贝构造d2；//和上面一样都是拷贝构造，两种写法，记住就行Date d3 = d1;

在这里插入图片描述
可知引用传参，别名指向同一个地址

在这里插入图片描述

05. 赋值运算符重载

5.1运算符重载

运算符重载允许用户自定义类对内置运算符，使得自定义类型能像内置类型一样进行运算。

**函数原型：**返回值类型operator操作符(参数列表)

注意：
- 只能重载C++已有的运算符，不能创建新运算符
- 至少有一个操作数是类类型参数。
- 不能改变运算符的优先级、结合性或操作数个数（如+始终是二元运算符）
- :: .* ?: . sizeof 5个运算符不可重载

5.1.1运算符重载的两种形式

成员函数形式：

class Add {
public:Add(int x, int y) {}// 成员函数形式重载 +Add operator+(const Add& d2) const {//因为在class内部，this指针隐含了，指向被吊用的对象。在这个里面不能使用非成员函数形式会出现参数过多的报错！！！return Add(this->_x + d2.x, this->_y + d2.y);//this指针可不写}private:int _x, _y;
};// 使用
Add v1(1, 2), v2(3, 4);v1 + v2; // 等于 v1.operator+(v2)

非成员函数形式:

...private:int _year;int _month;int _day;
...
//在class外部
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2){return d1._year == d2._year&& d1._month == d2._month&& d1._day == d2._day;
}
// 使用
d1==d2//等于operator==(d1,d2)

5.2 前置++和后置++

前缀与后缀的区别：
- 前缀形式：ClassName& operator++()
- 后缀形式：ClassName operator++(int)（参数int仅用于区分）

示例：

class Sum {
public:Sum() {}//  ++i，先加所以先自增，然后返回修改后的值Sum& operator++() {//this指向的对象函数结束后不会销毁，故以引用方式返回提高效率++_num;return *this;}  // i++，先使用一个临时变量保存当前值并返回这个值，期间对_num值自增Sum operator++(int) {Sum temp = *this;++_num;return temp;}
private:int _num;
};
Counter c;
Counter c1 = ++c; // 前置
Counter c2 = c++; // 后置

5.3 赋值运算符重载

赋值运算符重载函数如果没有被显示定义，编译器会自动生成一个默认的赋值运算符重载，拷贝的方式是浅拷贝。与其他运算符重载函数不同的地方是赋值运算符重载必须定义成成员函数，不能定义成全局，如果定义成全局，类体里没有赋值运算符重载就会自动生成，这会与我们在全局定义的发生冲突。

class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}Date& operator=(const Date& d) //引用传参避免拷贝提高效率               {                              //引用返回因为赋值运算符支持连续赋值 d1 = d2 = d3;if (this != &d){_year= d._year;_month = d._month;_day = d._day;}return *this;}
private:int _year;int _month;int _day;
};