C++——类和对象（二）

1. 类的默认成员函数

默认成员函数就是用户没有显式实现，编译器会自动生成的成员函数称为默认成员函数。⼀个类，我们不写的情况下编译器会默认生成以下6个默认成员函数，需要注意的是这6个中最重要的是前4个，最后两个取地址重载不重要，我们稍微了解⼀下即可。其次就是C++11以后还会增加两个默认成员函数，移动构造和移动赋值。

2. 构造函数

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(我们常使用的局部对象是栈帧创建时，空间就开好了)，而是对象实例化时初始化对象。 

构造函数的特点：

1. 函数名与类名相同。

2. 无返回值。 (返回值啥都不需要给，也不需要写void)

3. 对象实例化时系统会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，⼀旦用户显示定义编译器将不再生成。

6. 无参构造函数、全缺省构造函数、我们不写构造时编译器默认生成的构造函数，都叫做默认构造函数。但是这三个函数有且只有⼀个存在，不能同时存在。无参构造函数和全缺省构造函数虽然构成函数重载，但是调用时会存在歧义。

注意：很多人认为默认构造函数是编译器默认生成那个叫默认构造，实际上无参构造函数、全缺省构造函数也是默认构造，总结⼀下就是不传实参就可以调用的构造就叫默认构造。

7.我们不写，编译器默认生成的构造，对内置类型成员变量的初始化没有要求，也就是说是是否初始化是不确定的，看编译器。对于自定义类型成员变量，要求调用这个成员变量的默认构造函数初始化。如果这个成员变量，没有默认构造函数，那么就会报错，我们要初始化这个成员变量，需要用初始化列表才能解决。

注：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原生数据类型，         如：int/char/double/指针等，自定义类型就是我们使用class/struct等关键字自己定义的类型。

代码运行：

1.内置类型的运行：

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;
	d1.Print();
}

 当我不去书写构造函数的时候，我们可以看见他自己生成的构造函数运行出来的结果。 

 

所以我们通过这个例子，我们可以知道，构造函数我们自己写比较好，尽量不要去依靠系统默认的构造函数。

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
	// 1.⽆参构造函数
	Date()
	{
		_year = 0;
		_month = 0;
		_day = 0;
	}
	// 2.带参构造函数
	Date(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
    //3.全省构造函数
   /* Date(int year = 0, int month = 0, int day = 0)
    {
       _year = year;
       _month = month;
       _day = day;
    }*/
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;
	Date d2(2024, 10, 8);
	d1.Print();
	d2.Print();
}

这里我自己设置了默认构造函数，也设置了一个代参的构造函数，当我一个传值一个啥也不做时，运行的结果：

我们可以看见一个调用了默认构造，一个接受了我传的值。 

2.自定义类型的运行：

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;
class ST
{
public:
	ST(int n = 6)
	{
		_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
		if (nullptr == _a)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_capacity = n;
		_top = 0;
	}
private:
	STDataType* _a;
	size_t _capacity;
	size_t _top;
};

这里我们可以看见，当我们书写栈的构造函数的时候，我们就需要创造空间，而不是像内置类型那样单纯的传值，这样我们的软件不会自己形成默认构造函数，需要我们自己书写。

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;
class ST
{
public:
	ST(int n = 6)
	{
		_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
		if (nullptr == _a)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_capacity = n;
		_top = 0;
	}
private:
	STDataType* _a;
	size_t _capacity;
	size_t _top;
};
//创建一个新的类

class NEW
{
private:
	ST pushst;
	ST popst;
};

可以看见当我创建一个新的类（NEW），并在这个类（NEW）中用了上一个类(ST)来创建成员变量的时候，我没有在NEW类中书写默认构造函数，是因为他会自动调用ST类中的默认构造函数来给NEW这个类来用。

3.析构函数

C++规定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释放工作。析构函数的功能类比我们之前ST实现的Destroy功能，而像Date没有 Destroy，其实就是没有资源需要释放，所以严格说Date是不需要析构函数的。

析构函数的特点：

1. 析构函数名是在类名前加上字符 ~。

2. 无参数无返回值。 (跟构造类似，也不需要加void)

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。

4. 对象生命周期结束时，系统会自动调用析构函数。

5. 跟构造函数类似，我们不写编译器自动生成的析构函数对内置类型成员不做处理，自定类型成员会调用他的析构函数。

6. 还需要注意的是我们写析构函数时，对于自定义类型成员也会调用他的析构，也就是说自定义类 型成员无论什么情况都会自动调用析构函数。

 7. 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，如Date；如果默认生成的析构就可以用，也就不需要写析构，如NEW；但是有资源申请时，⼀定要自己写析构，否则会造成资源泄漏，如ST。

8. ⼀个局部域的多个对象，C++规定后定义的先析构。

这里以我上面写的ST为例子：

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;
class ST
{
public:
	ST(int n = 6)
	{
		_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
		if (nullptr == _a)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_capacity = n;
		_top = 0;
	}
	~ST()
	{
		cout << "析构成功" << endl;//如果运行成功会显示
		free(_a);
		_a = nullptr;
		_top = _capacity = 0;
	}
private:
	STDataType* _a;
	size_t _capacity;
	size_t _top;
};
int main()
{
	ST a;
}

这里我只是进行了实例化的工作，但是他还是会调用析构函数。 

 

在C++中，我们不需要再像以前那样调用栈之后还要加上Destroy函数来对栈进行销毁，这里会自己调用析构函数来进行自我销毁的。

在第7条中，说NEW不需要来书写析构函数，原因与默认构造函数类似，NEW会调用ST中的析构函数来对栈进行销毁。

4.拷贝构造

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。 

 拷贝构造的特点：

1. 拷贝构造函数是构造函数的⼀个重载。

2. 拷贝构造函数的第⼀个参数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。 拷贝构造函数也可以多个参数，但是第⼀个参数必须是类类型对象的引用，后面的参数必须有缺省值。

3. 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。

4. 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。

5. 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，所以不需要我们写实现拷贝构造。像ST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)。像MyQueue这样的类型内部主要是自定义类型 ST成员，编译器自动生成的拷贝构造会调用ST的拷贝构造，也不需要我们实现 MyQueue的拷贝构造。这里还有⼀个小技巧，如果⼀个类实现了析构并释放资源，那么他就需要写拷贝构造，否则就不需要。

6. 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。

代码运行：

1.内置类型 

Date(Date  d)
{
	_year = d._year;
	_month = d._month;
	_day = d._day;
}

这样写拷贝构造的话，会出现无限调用的情况，因为传值传参的时候，会调用拷贝构造，而他本身就是拷贝构造，所以会再次需要传值传参，然后再调用拷贝构造，会无限调用下去。

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

这样写才是拷贝构造，不会出现无线调用的情况，因为当使用引用的时候，我只是给你起了一个别名，并没有传值传参，所以可以直接使用你里面的数据。这里写const是为了防止权限的放大， 

 

这里我用了两种形式来调用拷贝构造，这两种方法都可行。 

	Date(const Date& d,int x=10)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = x;
	}

这里的拷贝构造可以加上缺省值。 

 

 2.自定义类型

ST(const ST& st)
{
	_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);
	if (nullptr == _a)
	{
		perror("malloc申请空间失败!!!");
		return;
	}
	memcpy(_a, st._a, sizeof(STDataType) * st._top);
	_top = st._top;
	_capacity = st._capacity;
}

自定义类型并且创造额外空间的一定需要我们自己来书写，这里我通过栈来举的例子。

但是NEW类还是一样，不需要写拷贝构造，因为他会调用ST的拷贝构造。 

 第6条说要确保返回的值存在的解释：

Date& Func2()
{
Date tmp(2024, 7, 5);
tmp.Print();
return tmp;
}

当我们这样写的时候，他就会传回来一个空指针，因为tmp是局部变量，在传过来之前就会销毁，

Date& Func2()
{
 static Date tmp(2024, 7, 5);
 tmp.Print();
 return tmp;
}

这是第一种方法，加上static就是静态变量，会一直存在。

int& Func(int tmp)
{
	tmp = 10;
	return tmp;
}

这是第二种方法。 

 

 

 

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