向大佬学习

一、类的6个默认成员函数

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。
class Date {};

二、构造函数

2.1 概念

对于以下Date类：
#include <iostream>
using namespace std;
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(2022, 7, 5);d1.Print();Date d2;d2.Init(2022, 7, 6);d2.Print();return 0;
}
对于Date类，可以通过 Init 公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。

其特征如下：

1. 函数名与类名相同。

2. 无返回值,不用写void

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。
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:// 1.无参构造函数Date(){}// 2.带参构造函数Date(int year, int month, int day){_year = 1;_month = 1;_day = 1;}
private:int _year;int _month;int _day;
};void TestDate()
{Date d1; // 调用无参构造函数Date d2(2022, 7, 17); // 调用带参的构造函数// 注意：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// 以下代码的函数：声明了d3函数，该函数无参，返回一个日期类型的对象// warning C4930: “Date d3(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?)Date d3();
}
调试监视：
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:Date(int year=1, int month=1, int day=1){_year = 1;_month = 1;_day = 1;}
private:int _year;int _month;int _day;
};void TestDate()
{Date d1(2022, 7, 17);Date d2;Date d3(2022);
}
监视：

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。
#include <iostream>
using namespace std;
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;}*/void Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}private:int _year;int _month;int _day;};int main(){// 将Date类中构造函数屏蔽后，代码可以通过编译，因为编译器生成了一个无参的默认构造函数// 将Date类中构造函数放开，代码编译失败，因为一旦显式定义任何构造函数，编译器将不再生成// 无参构造函数，放开后报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用Date d1;return 0;}
6. 关于编译器生成的默认成员函数，很多童鞋会有疑惑：不实现构造函数的情况下，编译器会生成默认的构造函数。但是看起来默认构造函数又没什么用？d对象调用了编译器生成的默认构造函数，但是d对象_year/_month/_day，依旧是随机值。也就说在这里编译器生成的默认构造函数并没有什么用？？

解答：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，看看下面的程序，就会发现编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员_t调用的它的默认成员函数。
#include <iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:Time(){cout << "Time()" << endl;_hour = 0;_minute = 0;_second = 0;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)int _year;int _month;int _day;// 自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d;return 0;
}
监视初始化情况：

注：默认生成构造函数时，内置类型成员不做处理，自定义类型成员回去调用它的默认构造函数
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
// 不写 默认生成构造函数
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1;
}
注意：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。
#include <iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:Time(){cout << "Time()" << endl;_hour = 0;_minute = 0;_second = 0;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)//注意：这里不是初始化，而是给缺省值。因为声明没有开辟空间，不可能初始化。int _year=2023;int _month=4;int _day=5;// 自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d;return 0;
}
监视：

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。

默认构造函数：

我们不写，编译器自动生成的那个

我们自己写的，全缺省构造函数

我们自己写的，无参构造函数

注：1和2可以同时存在，但调用时会引发歧义；1或3、2或3都不能同时存在
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:// 1.无参构造函数Date(){}// 2.全缺省的构造函数Date(int year=1, int month=1, int day=1){_year;_month;_day1;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1; // 调用1还是2，不确定
}
默认构造函数特点：不传参数就可以调用
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:Date(){_year = 1900;_month = 1;_day = 1;}Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
// 以下测试函数能通过编译吗？--不能
void Test()
{Date d1;
}

三、析构函数

3.1 概念

通过前面构造函数的学习，我们知道一个对象是怎么来的，那一个对象又是怎么没呢的？

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。

注：什么时候清理？->对象销毁时->什么时候对象销毁？->对象的生命周期到了以后自动销毁->什么是生命周期？->作用域范围内就是生命周期

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，系统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++编译系统系统自动调用析构函数
#include <iostream>
using namespace std;
typedef int DataType;
class Stack
{
public:Stack(size_t capacity = 3){_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);if (NULL == _array){perror("malloc申请空间失败!!!");return;}_capacity = capacity;_size = 0;}void Push(DataType data){// CheckCapacity();_array[_size] = data;_size++;}// 自定义的析构函数，非系统默认自动生成的~Stack(){if (_array){free(_array);_array = NULL;_capacity = 0;_size = 0;}cout << "~Stack()" << endl;//检验是否调用了析构函数~Stack}
private:DataType* _array;int _capacity;int _size;
};
void TestStack()
{Stack s;s.Push(1);s.Push(2);
}int main()
{TestStack();
}
运行结果：

说明即使在主函数及调用的函数内为写明调用析构函数，但在实际运行中，编译器自动依旧采用了它

5. 关于编译器自动生成的析构函数，是否会完成一些事情呢？下面的程序我们会看到，编译器生成的默认析构函数，对自定类型成员调用它的析构函数。
#include <iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:~Time(){cout << "~Time()" << endl;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)int _year = 1970;int _month = 1;int _day = 1;// 自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d;return 0;
}
// 程序运行结束后输出：~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析构函数，销毁那个类的对象则调用该类的析构函数
默认生成析构函数的特点：a、内置类型不处理 b、自定义类型会去调用它的析构

两个栈实现队列

同学们可以使用C++的方式，自己封装栈，实现上述oj题，深刻体会编译器生成析构函数的作用。

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。

7.析构函数的调用顺序：先定义的先构造后析构，后定义的后构造先析构
#include <iostream>
using namespace std;class A
{
public:A(int a = 0){_a=a;cout << "A(int a=0)->" << _a << endl;}~A(){cout << "~A()->" << _a << endl;}
private:int _a;
};int main()
{A aa1(1);//先定义A aa2(2);//后定义return 0;
}
运行结果：

原理：

注：编译器是提前就算好了这个栈帧里面的变量一共要开辟多少空间，所以提前就开辟好了空间。符合后进先出，也就是后定义先销毁 / 析构

提高难度：
#include <iostream>
using namespace std;class A
{
public:A(int a = 0){_a=a;cout << "A(int a=0)->" << _a << endl;}~A(){cout << "~A()->" << _a << endl;}
private:int _a;
};A aa3(3);int main()
{static A aa0(0);A aa1(1);A aa2(2);static A aa4(4);return 0;
}
运行结果：

全局的先开始定义，并且在main函数之前就要初始化定义，因为全局和static修饰的都在静态区。

全局的和静态的都在静态区，程序结束才销毁。故它们三个排最后销毁/析构

提高难度：
#include <iostream>
using namespace std;class A
{
public:A(int a = 0){_a=a;cout << "A(int a=0)->" << _a << endl;}~A(){cout << "~A()->" << _a << endl;}
private:int _a;
};A aa3(3);void  f()
{static A aa0(0);A aa1(1);A aa2(2);static A aa4(4);
}int main()
{f();f();return 0;
}
运行结果：

构造顺序：3 0 1 2 4 1 2

析构顺序：2 1 2 1 4 0 3

四、拷贝构造函数

4.1 概念

在现实生活中，可能存在一个与你一样的自己，我们称其为双胞胎。

那在创建对象时，可否创建一个与已存在对象一某一样的新对象呢？

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。

4.2 形式

void func()
{Date d1(2023,4,6);//构造函数Date d2(d1);//拷贝构造函数写法一Date da3=d2;//拷贝构造函数写法二
}拷贝构造函数写法的参考：
int a=10;
int b=a;//b把a给拷贝了

4.3 特征

拷贝构造函数也是特殊的成员函数，其特征如下：

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。
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}//拷贝：// Date(const Date d)   // 错误写法：编译报错，会引发无穷递归 Date(const Date& d)   // 正确写法{_year = d._year;//把d1中的_year赋值给da中的_year_month = d._month;_day = d._day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1;Date d2(d1);return 0;
}
注：加const的目的是缩小别名权限，从可读可写缩小为仅可读

3. 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。
#include <iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:Time(){_hour = 1;_minute = 1;_second = 1;}Time(const Time& t){_hour = t._hour;_minute = t._minute;_second = t._second;cout << "Time::Time(const Time&)" << endl;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)int _year = 1970;int _month = 1;int _day = 1;// 自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d1;// 用已经存在的d1拷贝构造d2，此处会调用Date类的拷贝构造函数// 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数，则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构造函数Date d2(d1);return 0;
}
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。

4. 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，还需要自己显式实现吗？当然像日期类这样的类是没必要的。那么下面的类呢？验证一下试试？
#include <iostream>
using namespace std;
// 这里会发现下面的程序会崩溃掉？这里就需要我们以后讲的深拷贝去解决。
typedef int DataType;
class Stack
{
public:Stack(size_t capacity = 10){_array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));if (nullptr == _array){perror("malloc申请空间失败");return;}_size = 0;_capacity = capacity;}void Push(const DataType& data){// CheckCapacity();_array[_size] = data;_size++;}~Stack(){if (_array){free(_array);_array = nullptr;_capacity = 0;_size = 0;}}
private:DataType* _array;size_t _size;size_t _capacity;
};
int main()
{Stack s1;s1.Push(1);s1.Push(2);s1.Push(3);s1.Push(4);Stack s2(s1);return 0;
}
注意：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
#include <iostream>
using namespace std;
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;
}
为了提高程序效率，一般对象传参时，尽量使用引用类型，返回时根据实际场景，能用引用尽量使用引用。
6.传值传参与传引用传参对比：
#include <iostream>
using namespace std;class A
{
public:A(int a = 0){_a = a;cout << "A(int a=0)->" << _a << endl;}A(const A& aa){_a = aa._a;cout << "A(const A& aa)->" << _a << endl;}~A(){cout << "~A()->" << _a << endl;}
private:int _a;
};A func3()
{static A aa(3);return aa;//传值返回，会生成一个临时对象，作为func3的返回值
}A& func4()
{static A aa(4);return aa;//返回的是aa(4)的别名
}int main()
{func3();//传值传参cout << endl << endl;//间隔func4();//传引用传参return 0;
}
运行结果：

五、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。

函数名字为：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来创建新的操作符：比如operator@
重载操作符必须有一个类类型参数
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。

#include <iostream>
using namespace std;
// 全局的operator==
class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}//private:，继续保持隐藏私密状态，则后面判断相等的bool函数无法访问成员int _year;int _month;int _day;
};
// 这里会发现运算符重载成全局的就需要成员变量是公有的，那么问题来了，封装性如何保证？
// 这里其实可以用我们后面学习的友元解决，或者干脆重载成成员函数。
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(2018, 9, 26);Date d2(2018, 9, 27);cout << (d1 == d2) << endl;//cout << operator==(d1,d2)<<endl;
}

#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}// bool operator==(Date* this, const Date& d2)// 这里需要注意的是，左操作数是this，指向调用函数的对象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(2018, 9, 26);Date d2(2018, 9, 27);cout << (d1 == d2) << endl;//cout << d1.operator==(d2)<<endl;
}

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一、类的6个默认成员函数

二、构造函数

2.1 概念

2.2 特性

三、析构函数

3.1 概念

3.2 特性

四、拷贝构造函数

4.1 概念

4.2 形式

4.3 特征

五、赋值运算符重载

5.1 运算符重载

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