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1.拷贝构造函数
如果一个构造函数的第一个参数是自身类类型的引用,且任何额外的参数都有默认值,则此构造函数也叫做拷贝构造函数,也就是说拷贝构造是一个特殊的构造函数。
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
// 编译报错:error C2652: “Date”: ⾮法的复制构造函数: 第⼀个参数不应是“Date”
//Date(Date d)
Date(const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
Date(Date* d)
{
_year = d->_year;
_month = d->_month;
_day = d->_day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void Func1(Date d)
{
cout << &d << endl;
d.Print();
}
// Date Func2()
Date& Func2()
{
Date tmp(2024, 7, 5);
tmp.Print();
return tmp;
}
int main()
{
Date d1(2024, 7, 5);
// C++规定⾃定义类型对象进⾏拷⻉⾏为必须调⽤拷⻉构造,所以这⾥传值传参要调⽤拷⻉构造
// 所以这⾥的d1传值传参给d要调⽤拷⻉构造完成拷⻉,传引⽤传参可以较少s使用这⾥的拷⻉
Func1(d1);
cout << &d1 << endl;
// 这⾥可以完成拷⻉,但是不是拷⻉构造,只是⼀个普通的构造
Date d2(&d1);
d1.Print();
d2.Print();
//这样写才是拷⻉构造,通过同类型的对象初始化构造,⽽不是指针
Date d3(d1);
d2.Print();
// 也可以这样写,这⾥也是拷⻉构造
Date d4 = d1;
d2.Print();
// Func2返回了⼀个局部对象tmp的引⽤作为返回值
// Func2函数结束,tmp对象就销毁了,相当于了⼀个野引⽤
Date ret = Func2();
ret.Print();
return 0;
}
拷贝构造的特点:
- 拷贝构造函数是构造函数的一个重载。
- 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,因为语法逻辑上会引发无穷递归调用。
- C++规定自定义类型对象进行拷贝行为必须调用拷贝构造,所以这里自定义类型传值传参和传值返回都会调用拷贝构造完成。
- 若未显式定义拷贝构造,编译器会生成自动生成拷贝构造函数。自动生成的拷贝构造对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝(一个字节一个字节的拷贝),对自定义类型成员变量会调用他的拷贝构造。
- 传值返回会产生一个临时对象调用拷贝构造,传值引用返回,返回的是返回对象的别名(引用),没有产生拷贝。但是如果返回对象是一个当前函数局部域的局部对象,函数结束就销毁了,那么使用引用返回是有问题的,这时的引用相当于一个野引用,类似一个野指针一样。传引用返回可以减少拷贝,但是一定要确保返回对象,在当前函数结束后还在,才能用引用返回。
- 像Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源,编译器自动生成的拷贝构造就可以完成需要的拷贝,所以不需要我们显示实现拷贝构造。
- 像Stack这样的类,虽然也都是内置类型,但是 a指向了资源,编译器自动生成的拷贝构造完成的值拷贝/浅拷贝不符合我们的需求,所以需要我们自己实现深拷贝(对指向的资源也进行拷贝)。这里还有一个小技巧,如果一个类显示实现了析构并释放资源,那么他就需要显示写拷贝构造,否则就不需要。
2. 赋值运算符重载
2.1 运算符重载
- 当运算符被用于类类型的对象时,C++语言允许我们通过运算符重载的形式指定新的含义。C++规定类类型对象使用运算符时,必须转换成调用对应运算符重载,若没有对应的运算符重载,则会编译报错。
- 运算符重载是具有特名字的函数,他的名字是由operator和后面要定义的运算符共同构成。和其他函数一样,它也具有其返回类型和参数列表以及函数体。
- 重载运算符函数的参数个数和该运算符作用的运算对象数量一样多。一元运算符有一个参数,二元运算符有两个参数,二元运算符的左侧运算对象传给第一个参数,右侧运算对象传给第二个参数。
- 如果一个重载运算符函数是成员函数,则它的第一个运算对象默认传给隐式的this指针,因此运算符重载作为成员函数时,参数比运算对象少一个。
- 运算符重载以后,其优先级和结合性与对应的内置类型运算符保持一致。
- 不能通过连接语法中没有的符号来创建新的操作符:比如operator@。
- .* :: sizeof ?: . 注意以上5个运算符不能重载。
- 重载操作符至少有一个类类型参数,不能通过运算符重载改变内置类型对象的含义, 如:int operator+(int x,int y)
- 一个类需要重载哪些运算符,是看哪些运算符重载后有意义,比如Date类重载operator-就有意义,但是重载operator+就没有意义。
- 重载++运算符时,有前置++和后置++,运算符重载函数名都是operator++,无法很好的区分。
- C++规定,后置++重载时,增加一个int形参,跟前置++构成函数重载,方便区分。
- 重载<<和>>时,需要重载为全局函数,因为重载为成员函数,this指针默认抢占了第一个形参位置,第一个形参位置是左侧运算对象,调用时就变成了对象<<cout,不符合使用习惯和可读性。重载为全局函数把ostream/istream放到第一个形参位置就可以了,第二个形参位置当类类型对象。
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
bool operator==(const Date& d)
{
return _year == d._year
&& _month == d._month
&& _day == d._day;
}
Date& operator++()
{
cout << "前置++" << endl;
//...
return *this;
}
Date operator++(int)
{
Date tmp;
cout << "后置++" << endl;
//...
return tmp;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2024, 7, 5);
Date d2(2024, 7, 6);
// 运算符重载函数可以显⽰调⽤
d1.operator==(d2);
// 编译器会转换成 d1.operator==(d2);
d1 == d2;
// 编译器会转换成 d1.operator++();
++d1;
// 编译器会转换成 d1.operator++(0);
d1++;
return 0;
}
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
//private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
// 重载为全局的⾯临对象访问私有成员变量的问题
// 有⼏种⽅法可以解决:
// 1、成员放公有
// 2、Date提供getxxx函数
// 3、友元函数
// 4、重载为成员函数
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{
return d1._year == d2._year
&& d1._month == d2._month
&& d1._day == d2._day;
}
int main()
{
Date d1(2024, 7, 5);
Date d2(2024, 7, 6);
// 运算符重载函数可以显⽰调⽤
operator==(d1, d2);
// 编译器会转换成 operator==(d1, d2);
d1 == d2;
return 0;
}
2.2 赋值运算符重载
赋值运算符重载是一个默认成员函数,用于完成两个已经存在的对象直接的拷贝赋值,这里要注意跟拷贝构造区分,拷贝构造用于一个对象拷贝初始化给另一个要创建的对象。
赋值运算符重载的特点:
- 赋值运算符重载是一个运算符重载,规定必须重载为成员函数。赋值运算重载的参数建议写成const 当前类类型引用,否则传值传参会有拷贝
- 有返回值,且建议写成当前类类型引用,引用返回可以提高效率,有返回值目的是为了支持连续赋值场景。
- 没有显式实现时,编译器会自动生成一个默认赋值运算符重载,默认赋值运算符重载行为跟默认构造函数类似,对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝(一个字节一个字节的拷贝),对自定义类型成员变量会调用他的拷贝构造。
- 像Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源,编译器自动生成的赋值运算符重载就可以完成需要的拷贝,所以不需要我们显示实现赋值运算符重载。
- 像Stack这样的类,虽然也都是内置类型,但是_a指向了资源,编译器自动生成的赋值运算符重载完成的值拷贝/浅拷贝不符合我们的需求,所以需要我们自己实现深拷贝(对指向的资源也进行拷贝)。这里还有一个小技巧,如果一个类显示实现了析构并释放资源,那么他就需要显示写赋值运算符重载,否则就不需要。
class Date {
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
Date(const Date& d)
{
cout << " Date(const Date& d)" << endl;
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
// 传引⽤返回减少拷⻉
// d1 = d2;
Date& operator=(const Date& d)
{
// 不要检查⾃⼰给⾃⼰赋值的情况
if (this != &d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
// d1 = d2表达式的返回对象应该为d1,也就是*this
return *this;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2024, 7, 5);
Date d2(d1);
Date d3(2024, 7, 6);
d1 = d3;
// 需要注意这⾥是拷⻉构造,不是赋值重载
// 请牢牢记住赋值重载完成两个已经存在的对象直接的拷⻉赋值
// ⽽拷⻉构造⽤于⼀个对象拷⻉初始化给另⼀个要创建的对象
Date d4 = d1;
return 0;
}