类与对象(中):类的6个默认成员函数
1、构造函数
概念
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。(构造函数可以在创建类型对象时自动调用,常用于完成类的初始化)
特征
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。
特征:
函数名和类名相同
无返回值
对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数
可以构成重载
- 一般情况下不将无参数的构造函数和全缺省的构造函数一起写出来(不是不构成函数重载,而是可能会出现调用混淆)
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。
其他
C++规定,在调用无参数的构造函数时不写括号(为了防止与函数声明混淆)
类定义和实例化的时候必须调用构造函数
构造函数是一个默认成员函数,如果我们没有编写,那么编译器也会自动生成一个无参数的构造函数
- 默认生成的构造函数:对于内置类型不做处理,自定义类型会去调用它的内置构造
- 内置类型/基本类型:int/char/double/指针,语言自己自身定义的类型
- 自定义类型:struct/class
- C++委员会对这个语法进行了打补丁,会在声明的位置给缺省值;即:内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值。
默认构造函数
编译器自动生成的那个无参的默认构造函数是默认构造函数,但只是其一;并且,只当我们没写的时候,编译器才会生成
注意:无参数构造函数、全缺省构造函数、我们没有写编译器默认生成的构造函数,都是默认构造函数;全缺省构造函数是我们最常用的,因为适用的场景更多
简单理解:默认构造函数就是不需要传参的构造函数
意义:
- 在定义我们自定义的类型时效果很好
- 分析一个类型成员和初始化要求
- 需要写构造函数的我们就写;不需要的就用编译器自己生成
- 结论:绝大多数场景下面我们都需要自己实现构造函数
总结:构造函数知识为了方便我们进行初始化,具体的实现还是要靠我们来处理
2、析构函数
概念: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。
特性:
- 析构函数是在类名前面加上一个字符~
- 无参数无返回值类型
- 对象生命周期结束时,系统自动调用
- 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
销毁顺序:先销毁局部对象(或定义的先析构) -> 再销毁局部的静态 -> 全局对象(后定义的先析构,与是否为静态无关)
默认析构函数的作用
- 默认析构函数与默认构造函数类似,不会对内置类型产生影响,会调用内置类型的析构函数
其他:
- 在开辟了一块空间之后,我们可能会忘记调用destroy函数来销毁开辟的空间,这样的话我们就会出现内存泄漏,在这时候,我们在析构函数中写一个destroy,那么我们就不用花时间来弄了
总结:构造函数完成的是对象中资源的清理工作(并不是所有类都需要析构函数,只有开辟了空间(malloc /realloc)等的才需要)
3拷贝构造函数
概念:拷贝构造也是一个构造函数;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。(根据已存在的类对象创建(拷贝)新的类对象)
特性:
- 拷贝构造函数是构造函数的函数重载(如果写了拷贝构造函数,编译器也不会默认生成默认构造函数)
- 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。(只能使用传引用传参)
- 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(按照字节将所有的都拷贝过来)
- 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。
深拷贝
深拷贝即需要我们自己来进行设置的拷贝
在出现动态开辟空间的情况下,我们都需要进行深拷贝
因为如果我们使用浅拷贝的话,源对象和新建的对象会指向同一处开辟的空间
- 其一:在我们对动态开辟的空间进行操作的时候,会出现混淆
- 其二:我们释放空间会对同一块空间释放两次(第二次释放的时候就是对null进行释放)
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
class Date { public: Date(int year, int minute, 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) { Date temp(d); return temp; } int main() { Date d1(2022,1,13); Test(d1); return 0; }
注意:在使用拷贝构造函数的时候,要传引用传参
4、赋值运算符重载
概念:
- 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。
语法:
- 返回值类型 operator + 操作符(参数列表)
注意:
操作符必须是C/C++中存在的,不能通过连接其他符号来创建新的操作符
重载操作符不许有一个类类型的参数(只能改变自定义类型,不能改变内置类型)
用于内置类型的运算符,其含义不能改变(例如:+ ,它的含义不能改变)
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
**. :: 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。
赋值运算符重载
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
class Date { public : Date(int year = 1900, 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; } Date& operator=(const Date& d) { if(this != &d) { _year = d._year; _month = d._month; _day = d._day; } return *this; } private: int _year ; int _month ; int _day ; };
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
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。
5、const成员函数
- 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。
- 在类实例化的时候如果加了const,在我们进行函数调用的时候,如果直接用实例化对象调用函数,会出现权限放大(这里放大的是this的权限),解决措施就是在函数的后面加上一个 const(声明和定义都需要给),注意:const修饰的是this的权限,只能有this使用的时候才能加
- 权限不可以放大,但是权限可以缩小
- 在只读的成员函数中建议加const,这样const对象和非const对象都可以使用;但是在需要修改的成员函数中,不能加入const,否则就不能修改成员变量了
- 权限放大——指针和引用赋值中才存在(在拷贝中并不影响)
取地址及const取地址操作符重载
- 这两个函数基本在日常中我们都不需要写,编译器默认生成的就够了,所以相对不太重要,因为它的作用就是返回this的地址
- 除非你有一些特殊需求(比如说你不想让别人知道地址,或者你想要返回一个假的地址)