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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其实并不是任何类在什么都不写时编译器会自动生成以下六个默认成员函数。 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成为默认成员函数。
class Date {}; 2.构造函数
2.1概念
对于下面这个类
class Date
{
public:void Init(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()
{Date d1;d1.Init(2024, 12, 5);d1.Print();Date d2;d2.Init(2025, 1, 11);d2.Print();return 0;
}
对于Date类可以通过 Init 共有方法给对象设置日期但如果每次创建对象时都调用该方法设置信息未免有点麻烦那能否在对象创建时就将信息设置进去呢
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。
2.2特性
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字叫构造但是构造函数的主要任务并不是开辟空间创建对象而是初始化对象。
其特征如下
函数名与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构造函数可以重载 class Date
{
public://无参构造函数Date(){};//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;
};
int main()
{Date d1;//调用无参构造函数Date d2(2025, 1, 11);//调用带参构造函数Date d3();//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。//导致编译器无法区分d3是对象还是函数名。return 0;
} 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;}*/
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1;//调用无参构造函数//error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用//编译失败因为一旦显式定义了构造函数编译器将不再生成。//但将类中构造函数注释后代码可以编译通过//因为用户没有显式定义编译器自动生成一个无参构造函数。return 0;
} 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。 我们不写编译器默认生成构造函数内置类型不做处理有些编译器也会处理但那是个性化行为不是所有的编译器都会处理的我们应该默认都不处理自定义类型会去调用它的默认构造。 a.一般情况下有内置类型成员就需要自己写构造函数。 b.全部是自定义类型可以考虑让编译器自己生成。 class Time
{
public:Time(){cout Time() endl;_hour 0;_minute 0;_second 0;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private://内置类型int _year;int _month;int _day;//自定义类型Time _t;//编译器生成默认的构造函数会对自定义类型成员_t//调用它的默认成员函数。
};
int main()
{Date d;return 0;
} 运行结果 注意C11中针对内置类型成员不做初始化的缺陷打了补丁内置成员变量在类中声明时可以给默认值。 class Time
{
public:Time(){cout Time() endl;_hour 0;_minute 0;_second 0;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private://内置类型int _year2025; //不是初始化这里只是声明给的是默认缺省值int _month1; //给编译器生成默认构造函数使用的。int _day11;//自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d;return 0;
}
结论
1.一般情况下构造函数都需要我们自己写。
除非 1内置类型成员都有缺省值且初始化都符合我们的要求。 2全是自定义类型的构造且这些类型都定义默认构造。
3.析构函数
3.1概念
析构函数与构造函数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。而对象在销毁时自动调用析构函数完成对象中资源的清理工作。
3.2特性
析构函数是特殊的成员函数其特征如下
析构函数名是在类名前面加上字符~无参数无返回值类型一个类只能有一个析构函数。若未显式定义编译器会自动生成默认的析构函数。注意析构函数不能重载。对象生命周期结束时C编译器自动调用析构函数。编译器生成的默认析构函数对自定义类型成员调用它的析构函数。对内置类型成员不做处理。 class Time
{
public:~Time(){cout ~Time() endl;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private://内置类型int _year; int _month; int _day;//自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d;return 0;
} 程序输出~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三个是内置类型成员销毁时不需要资源清理最后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构造函数销毁哪个类的对象则调用该类的析构函数。 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有资源申请时一定要写否则会造成资源泄露。
4.拷贝构造函数
4.1概念
拷贝构造函数只有单个形参该形参是对类类型对象的引用一般用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。
用一个已经存在的对象初始化另一个对象
4.2特征
拷贝构造函数也是特殊的成员函数其特征
拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式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 year2024, int month12, int day5){_year year;_month month;_day day;}//Date(const Date d)//错误写法Date(const Date d){_year d._year;_month d._month;_day d._day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1;Date d2(d1);//规定自定义类型必须要调用拷贝构造去完成。return 0; //内置类型直接拷贝
} 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。内置类型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。 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。那我们还需要自己实现吗 typedef int Datatype;
struct Stack
{Stack(size_t capacity10){_array (Datatype*)malloc(sizeof(Datatype) * capacity);if (_array nullptr){perror(malloc申请空间失败);return;}_capacity capacity;_size 0;}void Push(const Datatype data){//扩容_array[_size] data;_size;}~Stack(){if (_array){free(_array);_array nullptr;_capacity 0;_size 0;}}Datatype* _array;size_t _capacity;size_t _size;
};int main()
{Stack s;s.Push(1);s.Push(2);s.Push(3);Stack s1(s);return 0;
} 执行结果程序崩溃 注意类中如果没有涉及到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发生上述程序崩溃问题。 拷贝构造函数典型调用场景 1) 使用已存在对象创建新对象 2) 函数参数类型为类类型对象 3) 函数返回值类型为类类型对象 class Date
{
public:Date(int year,int month,int day)//构造函数{cout Date(int,int,int): this endl;}Date(const Date d)//拷贝构造函数{cout Date(const Date d): this endl;}~Date()//析构函数{cout ~Date(): this endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};Date Test(Date d)
{Date tmp(d);return tmp;
}
int main()
{Date d1(2024, 12, 7);Test(d1);return 0;
} 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使用场景能用引用尽量使用引用。出了函数作用域对象或变量还没销毁就可以使用引用。
5.赋值运算符重载
5.1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
不能通过连接其他符号创建新的操作符比如operator...重载操作符必须有一个类类型参数自定义类型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作为类成员函数重载时其形参看起来比操作数目少一个因为成员函数的第一个参数为隐藏的this.* :: sizeof ?: . 注意这五个运算符不能重载是否要重载运算符看这个运算符对这个类是否有意义 class Date
{
public:Date(int year 2024, int month 12, int day 7){_year year;_month month;_day day;}//private:int _year;int _month;int _day;
};
//运算符重载成全局的就需要成员变量是公有的这样就不能保证封装性了
//后面我们可以用友元函数解决或者重载成为成员函数
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(2020, 2, 2);Date d2(2020, 2, 2);cout (d1 d2) endl;//会转换成operator(d1,d2)return 0;
}
5.2赋值运算符重载
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返回引可以提高返回的效率有返回值的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要符合连续赋值的含义
class Date
{
public:Date(int year 2024, int month 12, int day 7){_year year;_month month;_day 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;
};
int main()
{Date d1(2020, 2, 2);Date d2(2024, 1, 1);d2 d1;//d2.operator(d1)return 0;
}
运算符重载函数已经存在的两个对象之间的复制拷贝。 拷贝构造函数用一个已经存在的对象初始化另一个对象。
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就会生成一个默认的。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生成的默认赋值运算符重载冲突了所以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复制运算符重载以值的方式逐字节拷贝。注意内置类型成员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。如果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。
typedef int Datatype;
struct Stack
{Stack(size_t capacity10){_array (Datatype*)malloc(sizeof(Datatype) * capacity);if (_array nullptr){perror(malloc申请空间失败);return;}_capacity capacity;_size 0;}void Push(const Datatype data){//扩容_array[_size] data;_size;}~Stack(){if (_array){free(_array);_array nullptr;_capacity 0;_size 0;}}Datatype* _array;size_t _capacity;size_t _size;
};int main()
{Stack s1;s1.Push(1);s1.Push(2);s1.Push(3);s1.Push(4);Stack s2;s2 s1;return 0;
} 5.3前置和后置重载
class Date
{
public:Date(int year 2024, int month 12, int day 7){_year year;_month month;_day day;}//前置返回1之后的结果//this指向的对象函数结束之后不会销毁所以以引用返回提高效率Date operator(){_day 1;return *this;}//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。//为了让前置和后置能正确重载Date operator(int)//参数占位形成函数重载{Date tmp(*this);_day 1;return tmp;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1(2020, 2, 2);Date d2(2024, 1, 1);d1;d2;return 0;
}
6.日期类的实现
class Date
{
public://获取天数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))){day1;}return day;}//全缺省构造函数Date(int year 2024, int month 12, int day 8){_year year;_month month;_day day;}//拷贝构造函数Date(const Date d){_year d._year;_month d._month;_day d._day;}//赋值运算符重载//d2d3 - d2.operator(d2,d3)Date operator(const Date d){if (this ! d){_year d._year;_month d._month;_day d._day;}return *this;}//析构函数~Date(){}//日期天数Date operator(int day){_day day;while (_day GetMonthDay(_year,_month)){_day - GetMonthDay(_year, _month);_month;if (_month 13){_year;_month 1;}}return *this;}//日期天数Date operator(int day){Date tmp(*this);tmp day;//复用return tmp;}//日期-天数Date operator-(int day){if (_day day){_day - day;return *this;}_day - day;while (_day 0){_day GetMonthDay(_year, _month);_month--;if (_month 0){_year--;_month 12;}}}//日期-天数Date operator-(int day){Date tmp(*this);tmp - day;return tmp;}//前置返回1之后的结果//this指向的对象函数结束之后不会销毁所以以引用返回提高效率Date operator(){_day 1;if (_day GetMonthDay(_year, _month)){_day - GetMonthDay(_year, _month);_month 1;if (_month 13)_year;}return *this;}//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。//为了让前置和后置能正确重载Date operator(int)//参数占位形成函数重载{Date tmp(*this);_day 1;if (_day GetMonthDay(_year, _month)){_day - GetMonthDay(_year, _month);_month 1;if (_month 13)_year;}return tmp;}//后置--Date operator--(int){Date tmp(*this);_day - 1;return tmp;}//前置--Date operator--(){_day - 1;return *this;}//运算符重载bool operator(const Date d){if (_year d._year)return true;else if (_year d._year _month d._month)return true;else if (_year d._year _month d._month _day d._day)return true;return false;}//运算符重载bool operator(const Date d){if (_year d._year _month d._month _day d._day)return true;return false;}//运算符重载bool operator(const Date d){return (*this d || *this d);//复用}//运算符重载bool operator(const Date d){return !(*this d);}//运算符重载bool operator(const Date d){return !(*this d);}//!运算符重载bool operator!(const Date d){return !(*this d);}
private:int _year;int _month;int _day;
public://友元函数friend ostream operator(ostream os, const Date d);
};
ostream operator(ostream os, const Date d) {os d._year - d._month - d._day; return os;
}
int main()
{Date d1(2024, 2, 8);Date d2(2024, 2, 9);//d1 51;cout d1 endl;//cout d1 51endl;cout (d1 - 9) endl;//cout d1 endl;cout (d1 d2) endl;cout (d1 d2) endl;cout (d1 d2) endl;cout (d1 d2) endl;return 0;
}
7.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函数进行修改。
权限可以缩小但是不能放大
const对象不可以调用非const成员函数。 非const对象可以调用const成员函数。
8.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定义编译器会默认生成。
class Date
{
public:Date* operator(){return this;}const Date* operator()const{return this;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
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。
