C++（三）类与对象 中

类的6个默认成员函数

如果一个类中什么成员都没有，简称为空类。 空类中真的什么都没有吗？并不是，任何类在什么都不写时，编译器会自动生成以下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

初始化和清理：构造函数主要完成初始化工作

                          析构函数主要完成清理工作

拷贝复制：        拷贝构造是使用同类对象初始化创建对象

                          赋值重载主要是把一个对象赋值给另一个对象

取地址重载：    主要是普通对象和const对象取地址，这两个很少会自己出现

构造函数

构造函数是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

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，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

class Date
{
public:
    // 1.无参构造函数
    Date()
    {}
  
    // 2.带参构造函数
    Date(int year, int month, int day)
    {
          _year = year;
          _month = month;
          _day = day;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
 };
  
void TestDate()
{
    Date d1; // 调用无参构造函数
    Date d2(2015, 1, 1); // 调用带参的构造函数
  
    // 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，否则就成了函数声明
    // 以下代码的函数：声明了d3函数，该函数无参，返回一个日期类型的对象
    // warning C4930: “Date d3(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?)
    Date d3();
}

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

 class Date
 {
 public:
    /*
    // 如果用户显式定义了构造函数，编译器将不再生成
    Date(int year, int month, int day)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    */

    void Print()
    {
        cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    }
  
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
  
int main()
{
// 将Date类中构造函数屏蔽后，代码可以通过编译，因为编译器生成了一个无参的默认构造函数
// 将Date类中构造函数放开，代码编译失败，因为一旦显式定义任何构造函数，编译器将不再生成
// 无参构造函数，放开后报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用
    Date d1;
    return 0;
}

6. 关于编译器生成的默认成员函数，很多童鞋会有疑惑：

不实现构造函数的情况下，编译器会生成默认的构造函数

但是看起来默认构造函数又没什么用？

d对象调用了编译器生成的默 认构造函数，但是d对象_year/_month/_day，依旧是随机值

也就说在这里编译器生成的 默认构造函数并没有什么用？？

解答：C++把类型分成内置类型(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...

自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型

看看下面的程序，就会发现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 Time
{
public:
    Time()
    {
        cout << "Time()" << endl;
        _hour = 0;
        _minute = 0;
        _second = 0;
    }
private:
    int _hour;
    int _minute;
    int _second;
};

class Date
{
private:
    // 基本类型(内置类型)
    int _year;
    int _month;
    int _day;
    // 自定义类型
    Time _t;
};

int main()
{
    Date d;
    return 0;
}

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

class Date
{
public:
    Date()
    {
        _year = 1900;
        _month = 1;
        _day = 1;
    }
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
// 以下测试函数能通过编译吗？
void Test()
{
    Date d1;
}

析构函数

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

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. 关于编译器自动生成的析构函数，是否会完成一些事情呢？下面的程序我们会看到，编译器 生成的默认析构函数，对自定类型成员调用它的析构函数

class Time
{
public:
 ~Time()
 {
 cout << "~Time()" << endl;
 }
private:
 int _hour;
 int _minute;
 int _second;
};
class Date
{
private:
 // 基本类型(内置类型)
 int _year = 1970;
 int _month = 1;
 int _day = 1;
 // 自定义类型
 Time _t;
};
int main()
{
 Date d;
 return 0;
}

程序运行结束后输出：~Time()

在main方法中根本没有直接创建Time类的对象，为什么最后会调用Time类的析构函数

因为：main方法中创建了Date对象d，而d中包含4个成员变量

其中_year, _month, _day是内置类型成员，销毁时不需要资源清理，系统直接将其内存回收即可

而_t是Time类对象，所以在d销毁时，要将其内部包含的Time类的_t对象销毁

所以要调用Time类的析构函数

但是： main函数 中不能直接调用Time类的析构函数，实际要释放的是Date类对象

所以编译器会调用Date类的析构函数，而Date没有显式提供

则编译器会给Date类生成一个默认的析构函数，目的是在其内部调用Time类的析构函数

即当Date对象销毁时，要保证其内部每个自定义

对象都可以正确销毁main函数中并没有直接调用Time类析构函数

而是显式调用编译器为Date类生成的默认析构函数

注意：创建哪个类的对象则调用该类的析构函数，销毁那个类的对象则调用该类的析构函数

6. 如果类中没有申请资源时，析构函数可以不写，直接使用编译器生成的默认析构函数，比如

Date类；有资源申请时，一定要写，否则会造成资源泄漏，比如Stack类

拷贝构造函数

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

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的一个重载形式

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:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
     // Date(const Date& d)   // 正确写法
        Date(const Date& d)   // 错误写法：编译报错，会引发无穷递归
    {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    Date d1;
    Date d2(d1);
    return 0;
}

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了，还需要自己显式实现吗？ 当

然像日期类这样的类是没必要的。那么下面的类呢？验证一下试试？

注意：类中如果没有涉及资源申请时，拷贝构造函数是否写都可以；一旦涉及到资源申请 时，则拷贝构造函数是一定要写的，否则就是浅拷贝

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

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

赋值运算符重载

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，其返回值类型与参数列表与普通的函数类似

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：

1不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@

2.重载操作符必须有一个类类型参数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

3.作为类成员函数重载时，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

 4..* :: sizeof ?: . 注意以上5个运算符不能重载 这个经常在笔试选择题中出现

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

原因：赋值运算符如果不显式实现，编译器会生成一个默认的。此时用户再在类外自己实现 一个

全局的赋值运算符重载，就和编译器在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，以值的方式逐字节拷贝

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

注意：类中未涉及到资源管理，赋值运算符是否实现都可以；一旦涉及到资源管理则必须要实现

前置++和后置++重载

class Date
{
public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
     // 前置++：返回+1之后的结果
     // 注意：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
    Date& operator++()
    {
        _day += 1;
        return *this;
    }
     // 后置++：
     // 前置++和后置++都是一元运算符，为了让前置++与后置++形成能正确重载
     // C++规定：后置++重载时多增加一个int类型的参数，但调用函数时该参数不用传递，编译器自动传递
     // 注意：后置++是先使用后+1，因此需要返回+1之前的旧值，故需在实现时需要先将this保存一份，然                    
     后给this+1
     //       而temp是临时对象，因此只能以值的方式返回，不能返回引用
    Date operator++(int)
    {
        Date temp(*this);
        _day += 1;
        return temp;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
int main()
{
    Date d;
    Date d1(2022, 1, 13);
    d = d1++;    // d: 2022,1,13   d1:2022,1,14
    d = ++d1;    // d: 2022,1,15   d1:2022,1,15
    return 0;
}

日期类的实现

class Date
{
public:
   // 获取某年某月的天数
    int GetMonthDay(int year, int month)
    {
        static int days[13] = {0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};
        int day = days[month];
        if (month == 2 &&((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year%400 == 0)))
        {
            day += 1;
        }
       return day;
    } 

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

    // 拷贝构造函数
    // d2(d1)
    Date(const Date& d);
    
    // 赋值运算符重载
    // d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)
    Date& operator=(const Date& d);

    // 析构函数
    ~Date();

    // 日期+=天数
    Date& operator+=(int day);

    // 日期+天数
    Date operator+(int day);

    // 日期-天数
    Date operator-(int day);

    // 日期-=天数
    Date& operator-=(int day);

    // 前置++
    Date& operator++();

    // 后置++
    Date operator++(int);

    // 后置--
    Date operator--(int);

    // 前置--
    Date& operator--();


    // >运算符重载
    bool operator>(const Date& d);

    // ==运算符重载
    bool operator==(const Date& d);

    // >=运算符重载
    bool operator >= (const Date& d);
    
    // <运算符重载
    bool operator < (const Date& d);

    // <=运算符重载
    bool operator <= (const Date& d);

    // !=运算符重载
    bool operator != (const Date& d);

    // 日期-日期 返回天数
    int operator-(const Date& d);

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

const成员

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

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 ，编译器默认会生成

这两个运算符一般不需要重载，使用编译器生成的默认取地址的重载即可，只有特殊情况，才需 要重载，比如想让别人获取到指定的内容