重生之我要学C++第四天

这篇文章的主要内容是类的默认成员函数。如果对大家有用的话，希望大家三连支持，博主会继续努力！

目录

一.类的默认成员函数

二.构造函数

三.析构函数

四.拷贝构造函数

五.运算符重载

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一.类的默认成员函数

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。

二.构造函数

定义：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。

特性：

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。

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。

6. 编译器生成的默认构造函数对内置类型不会处理，但会调用自定义类型的默认构造函数。

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。

延伸总结： 

三.析构函数

定义：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。

特征 ：

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. 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。对内置类型不做处理。内置类型出栈帧自动销毁。

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。

延伸总结：析构函数的作用就是在对象生命周期结束时 释放对象内手动申请的资源空间，只不过自动调用，比C语言方便。析构函数的调用顺序类似栈这种数据结构，后创建先析构。

四.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。(传值拷贝自动调用)

特性：

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。

3. 若未显式定义，编译器会生成默认的拷贝构造函数。默认拷贝构造：内置类型是按照字节方式直接浅拷贝。对自定义类型会调用自定义类型的拷贝构造函数。

4. 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。

延伸总结：自定义类型传值传参必须调用拷贝构造。默认拷贝构造对内置类型浅拷贝(有malloc的空间需要手动写拷贝构造！没有就不用写)，自定义类型调用自定义类型的拷贝构造。

在如下场景：

#include<iostream>
using namespace std;
class Stack
{
public:Stack(int N=0)//构造函数{arr = (int*)malloc(sizeof(int) * N);top = capcity = 0;}~Stack()//析构函数{free(arr);arr = nullptr;top = capcity = 0;}
private:int* arr;int top;int capcity;
};
int main()
{Stack s1(4);Stack s2 = s1;//传值拷贝return 0;
}

使用传值拷贝，但栈类有资源申请(malloc)，但没写拷贝构造，系统默认拷贝构造只会对内置类型浅拷贝，s1和s2的arr值就相同，指向同一块堆空间。这就是默认拷贝构造的浅拷贝。

当程序结束时，先自动调用s2的析构函数，将arr指向的堆空间释放，再调用s1的析构函数，arr指向的堆空间再次释放，访问了野指针，程序就会崩溃。所以有资源申请的类一定要写拷贝构造函数，否则在程序结束时会调用两次析构函数，free两次同一块堆空间，程序崩溃。

要解决上述问题，需要手写拷贝构造函数完成深拷贝：

Stack(Stack& s)
{s.arr = (int*)malloc(sizeof(int) * capcity);s.capcity = capcity;s.top = top;
}

五.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。

运算符重载函数： 返回类型+ operator +要重载的操作符(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。

3.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。

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指针。

5.  .*   ::   sizeof   ?:  .  注意以上5 个运算符不能重载。

接下来举例示范一下比较运算符重载和赋值运算符重载。 

如下代码

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
private:int _year;int _month;int _day;
public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)//构造函数{_year = year;_month = month;_day = day;}};
int main()
{Date d1(2022, 9, 24);Date d2(2022, 3, 27);if (d1 > d2){cout << "d1这个日期更大" << endl;}return 0;
}

这里会编译错误，因为d1,d2两个对象无法用>号比较大小，肉眼可见d1更大。那么如何比较大小呢？

我们可以在类中定义函数

bool compare(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;}elsereturn false;}

通过

d1.compare(d2)==true;//判断出d1大

但是这中方法代码的可读性差，不能直观感受出d1,d2的大小。

C++的运算符重载就应运而生了。在类中定义函数

bool operator>(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;}elsereturn false;}

通过运算符重载，以下表达式就能表达出d1大于d2

d1>d2;//等价于d1.operator(d2)

 这种方式大大增强了代码的可读性。