【C++】C++入门—初识构造函数，析构函数，拷贝构造函数，赋值运算符重载

叫我龙翔

发布于 2024-02-19 09:19:01

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六个默认成员函数

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 我们实现了，编译器就不会生成了

1 构造函数

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

语法

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（最好实现一个全缺省的构造函数）

class Date {
public:
	Date(int year = 2024, int month = 1, int day = 1) {
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	void show() {
		cout << this->_year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main() {

	Date today(2024, 2, 18);//默认构造
	Date yesterday(2024, 2, 17);//默认构造

	today.show();
	yesterday.show();
	return 0;
}

来看效果

特性

如果类中没有显示定义构造函数，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，编译器将不在生成。
关于编译器生成的默认成员函数，有个疑惑：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？Date对象调用了编译器生成的默认构造函数，但是Date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。

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;
}

上面程序会对 _t 进行默认构造，由于我们编写了构造函数，_t 中的内容成功初始化，但是_year / _month / _day缺依然是随机值。

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

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。

语法

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。下面的栈可以帮助我们理解析构函数的作用

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++;
	}
	// 析构函数
	~Stack()
	{	//如果 不为空
		if (_array)
		{   // 释放指针
			free(_array);
			//初始化
			_array = NULL;
			_capacity = 0;
			_size = 0;
		}
	}
private:
	DataType* _array;
	int _capacity;
	int _size;
};
void TestStack()
{
	Stack s;
	s.Push(1);
	s.Push(2);
	//生命周期结束自动析构清理
}

特性

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。

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;
}

调用自定义类型 time 的析构函数

注意： 析构函数的调用顺序，先创建先销毁，先销毁局部变量，在销毁全局变量。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

3 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

特性

拷贝构造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，使用直接的传值编译器会直接报错，因为会引发无穷递归调用。 原因：传值拷贝时 第一步：开辟一个临时空间； 第二步：由于临时空间是需要构造的，重新调用拷贝构造函数（无穷递归形成…）

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。
浅拷贝不能实现复杂的类拷贝，涉及指针等内容会拷贝失败。
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

4 赋值运算符重载

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。

来看样例：

class Date {
public:
	Date(int year = 2024, int month = 1, int day = 1) {
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	bool operator==( const Date& d2) {

		return _year == d2._year
			&& _month == d2._month
			&& _day == d2._day;
	}

	void show() {
		cout << _year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};


int main() {

	Date today(2024, 2, 18);
	Date yesterday(2024, 2, 17);

	today.show();
	yesterday.show();
	cout << "operator==()\n" << (today == yesterday) << endl;
	
	return 0;
}

不相等返回假。

赋值运算符重载

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&，返回引用可以提高返回的效率，有返回值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 ：要复合连续赋值的含义

class Date {
public:
	Date(int year = 2024, int month = 1, int day = 1) {
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	//运算符重载
	bool operator==( const Date& d2) {

		return _year == d2._year
			&& _month == d2._month
			&& _day == d2._day;
	}
	//赋值运算符重载
	Date& operator=(const Date& d)
	{
		if(this != &d){
			_year = d._year;
			_month = d._month;
			_day = d._day;
		}
		return *this;
	}

	void show() {
		cout << _year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};


int main() {

	Date today(2024, 2, 18);
	Date day = today;

	today.show();
	day.show();

	return 0;
}

可以成功赋值。

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，就和编译器在类中生成的默认赋值运算符重载冲突了，故赋值运算符重载只能是类的成员函数
用户没有显式实现时，编译器会生成一个默认赋值运算符重载，以值的方式逐字节拷贝。注意：内置类型成员变量是直接赋值的，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。

既然编译器生成的默认赋值运算符重载函数已经可以完成字节序的值拷贝了还需要自己实现吗？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？

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;
	s2 = s1;
	return 0;
}

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。 注意：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

特例：前置++ 与后置++

前置++：返回+1之后的结果

// 注意：this指向的对象函数结束后不会销毁，故以引用方式返回提高效率
Date& operator++()
{
	_day += 1;
	return *this;
}

后置++：

前置++和后置++都是一元运算符，为了让前置++与后置++形成能正确重载 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 注意： 后置++是先使用后+1，因此需要返回+1之前的旧值，故需在实现时需要先将this保存一份，然后给this+1,

Date operator++(int)
{
	Date temp(*this);
	_day += 1;
	// temp是临时对象，因此只能以值的方式返回，不能返回引用
	return temp;
}

Thanks♪(･ω･)ﾉ谢谢阅读！！！

下一篇文章见！！！

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原始发表：2024-02-18，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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