类和对象【C++】【中篇】

目录

一、类的6个默认成员函数

1、构造函数 

2、析构函数

3、拷贝构造函数 

4、赋值重载函数

二、赋值运算符重载 

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一、类的6个默认成员函数

注意：默认成员函数不能在类外面定义成全局函数。因为类里没有的话会自动生成，就会产生冲突。 

1、构造函数 

对于下面这个程序，可以看到，每次创建对象时，我们都需要手动调用Init函数，这样是不是有些麻烦呢？

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(2023, 5, 1);d1.Print();Date d2;d2.Init(2023, 5, 2);d2.Print();return 0;
}

构造函数就可以很好地解决这个问题。

构造函数是一个特殊的成员函数，名字与类名相同，创建类类型对象是由编译器自动调用，以保证每个成员都有一个合适的初始值，并且在对象整个生命周期只调用一次。

其主要任务并不是开空间创建对象，而是初始化对象。

特征：

1、函数名与类名相同。

2、无返回值。（也不需要void）

3、对象实例化时编译器会自动调用对应的构造函数。

4、构造函数可以重载。

使用举例： 

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(2023, 5, 8);//调用有参的构造函数return 0;
}

注意:

1、如果通过无参构造函数创建对象时，对象后不用跟括号，否则就成了函数声明。

2、如果类中没有显示定义构造函数，则C++编译器会自动生成一个无参的默认构造函数，一旦用户显示定义，编译器将不再生成。

3、编译器自动生成的默认构造函数，对内置类型不做处理（有些编译器可能会），对自定义类型成员则会调用它的默认构造。

一般情况下，有内置类型时，就需要自己写构造函数，如果全是自定义类型成员，就可以考虑让编译器自己生成。

在C++11中针对内置类型成员不初始化的缺陷，又打了补丁，即，内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值。

4、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。

2、析构函数

（1）概念

析构函数：是特殊的成员函数。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，局部对象的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，完成对象中的资源管理。

（2）特性 

1、析构函数名是在类名前加 ~

2、无参数无返回类型

3、一个类只能有一个析构函数，若未显示定义，系统自动生成默认的析构函数。

4、析构函数不能重载

5、对象生命周期结束时，C++编译系统自动调用析构函数。

1、一般情况下，有动态申请资源，就需要显示写析构函数释放资源

2、没有动态申请的资源，就不需要写析构

3、如果需要释放的资源的成员类型都是自定义类型，则不需要写析构 

3、拷贝构造函数 

（1）概念

拷贝构造函数：是特殊的成员函数，只有单个形参，该形参是对本类类型对象的引用（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。

（2）特征 

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会直接报错因为会引发无穷递归调用。

3、若未显示定义，编译器会生成默认的拷贝构造函数。默认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。

class Date
{
public:Date(int year=1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}Date(const Date& d){//this->_year = d._year;(d2的_year = d1的_year)_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;
}

4、赋值重载函数

d1=d2；//d1.operator =（d2）；

已经存在的两个对象之间复制拷贝。

注意:与拷贝构造函数不同的是，拷贝构造函数是用一个对象初始化另一个对象

 下面这个关于日期类的赋值重载函数有没有什么问题？

	void operator =(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}

int main()
{Date d1(2023, 5, 8);//带参构造函数Date d2(d1);//拷贝构造函数，用一个已经存在的对象初始化另一个对象Date d3(d2);//拷贝构造函数//将d2赋值给d1，已经存在的两个对象的拷贝复制d1 = d2 = d3;return 0;
}

 在赋值时，如果是连续赋值，上面的函数就会有问题。

d1=d2=d3;

d3赋值给了d2后，应该有一个返回值，而我们上面写的函数的返回值是空。

	Date operator =(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;return *this;//传值返回，返回的是对象的拷贝，不好}

如果像上面这样写，是传值返回，就需要再调用拷贝构造函数

因此，为了提高效率，我们可以将返回值改为引用。

	Date& operator =(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;return *this;//因为出了作用域*this还在，所以可以用引用返回。}

上面的代码对于d1=d1;这样的代码是可以编译通过的，如果不想，可以按照如下写法:

	Date& operator =(const Date& d){if(*this != &d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;} return *this;//因为出了作用域*this还在，所以可以用引用返回。}

默认生成的赋值重载函数跟拷贝构造一样：

1、内置类型成员：值拷贝/浅拷贝。

2、自定义类型成员会去调用它的赋值重载函数。 

二、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：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）不能通过其他连接符号来创建新的操作符。

（2）重载操作符必须有一个类类型参数。

（3）用于内置类型的运算符，其含义不能改变，如+

（4）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

（5）（.*）（::）（sizeof）(?:)（.）注意以上5个运算符不能重载，笔试选择题中经常出现。

class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}//bool operator == (Date* this,const Date& d2)bool operator ==(const Date& d2){return _year == d2._year && _month == d2._month && _day == d2._day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1, d2;d1.Init(2023, 5, 1);d2.Init(2023, 5, 2);if (d1 == d2){printf("相等");}else{printf("不相等");}return 0;
}

三、日期类的实现 

#include <iostream>
#include <functional>
#include<cassert>
using namespace std;
class Date
{//友元函数friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1);//带参构造函数//如果这样写：//1、Date d1(2023, 5, 1);//2、const Date d2(2004, 3, 5);//d1.Print(Date* this);//可以//不可以，因为从const Date*this到Date *this权限放大了//d2.Print(Date* this);//void Print()//{//	cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;//}//如果将Print的参数改成const Date *this//对于1来说是权限缩小，对于2来说是平移，都是允许的//只要不改变对象成员变量的函数都应该const，这样const对象和普通对象就都可以调用了void Print()const{cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}bool operator <(const Date& x);bool operator >(const Date& x);bool operator ==(const Date& x);bool operator <= (const Date& x);bool operator >= (const Date& x);bool operator !=(const Date& x);int GetMonthDay(int year, int month);Date& operator += (int day);Date operator + (int day);Date& operator++();Date operator++(int);//后置++Date& operator -= (int day);Date& operator - (int day);Date& operator--();Date operator--(int);//后置++int operator-(const Date& x);
private:int _year;int _month;int _day;
};

#include"Date.h"
Date::Date(int year, int month, int day)//带参构造函数
{if (year > 0 && month > 0 && month < 13 && day>0 && day <= GetMonthDay(year, month)){_year = year;_month = month;_day = day;}else{cout << "日期非法" << endl;assert(false);}
}
bool Date::operator <(const Date& x)
{if (_year < x._year)return true;else if (_year == x._year && _month < x._month)return true;else if (_year == x._year && _month == x._month && _day < x._day)return true;else return false;
}
bool Date :: operator ==(const Date& x)
{return _year == x._year && _month == x._month && _day == x._day;
}
bool Date:: operator <= (const Date& x)
{return *this < x || *this == x;
}
bool Date :: operator >(const Date& x)
{return !(*this <= x);
}
bool Date :: operator >= (const Date& x)
{return *this > x || *this == x;
}
bool Date :: operator!=(const Date& x)
{return !(*this == x);
}int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{int daysArr[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };if (month==2 && (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)){return 29;}return daysArr[month];
}
Date& Date :: operator+=(int day)
{if (_day < 0){return *this -= (-day);}_day += day;while (_day > GetMonthDay(_year, _month)){_day -= GetMonthDay(_year, _month);_month++;if (_month == 13){++_year;_month = 1;}}return *this;
}
Date Date:: operator+(int day)
{Date tmp(*this);tmp += day;return tmp;
}
Date& Date :: operator++()//前置++
{*this += 1;return *this;
}
Date Date::operator++(int)//后置++
{Date tmp(*this);*this += 1;return tmp;
}
Date& Date :: operator -= (int day)
{if (_day < 0){return *this += -day;}_day -= day;while (_day <= 0){_month--;if (_month == 0){_year--;_month = 12;}_day += GetMonthDay(_year, _month);}return *this;
}Date& Date:: operator - (int day)
{Date tmp(*this);tmp -= day;return tmp;
}Date& Date:: operator--()
{*this -= 1;return *this;
}
Date Date:: operator--(int)//后置++
{Date tmp(*this);*this -= 1;return tmp;
}
int Date:: operator-(const Date& x)
{Date max = *this;Date min = x;int flag = 1;if (*this<x){max = x;min = *this;flag = -1;}int n = 0;while (min != max){++min;++n;}return n * flag;
}
//void Date:: operator <<(ostream& out)
//{
//	out << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
//}ostream& operator <<(ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;return out;
}
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{//写个检查in >> d._year >> d._month >> d._day;return in;
}