【知识预告】
- 类的6个默认成员函数
- 构造函数
- 析构函数
- 拷贝构造函数
- 赋值运算符重载
- const成员函数
- 取地址及const取地址操作符
1 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 {};
初始化清理：
- 构造函数主要完成初始化工作
- 析构函数主要完成清理工作
拷贝复制：
- 拷贝构造是使用同类对象初始化创建对象
- 赋值重载主要是把一个对象赋值给另一个对象
取地址重载：
- 主要是普通对象和const对象取地址，这两个很少会自己实现
2 构造函数
对于以下Date类：
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 d;
d.Print(); // 忘记初始化了，就会打印随机值
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？
2.1 概念
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：
- 函数名与类名相同。
- 无返回值。（不需要写void）
- 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。（可以写多个构造函数，提供多种初始化方式）
- 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。
- 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…，自定义类型就是使用class/struct/union等自己定义的类型，内置类型的成员不会处理，自定义类型的成员才会处理（去调用它自己的默认构造）。
class A
{
public:
A(int a = 1)
{
cout << "A(int a)" << endl;
_a = a;
}
private:
int _a;
};
class Date
{
public:
//Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
//{
// _year = year;
// _month = month;
// _day = day;
//}
void Print()
{
cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}
//~Date()
//{
// cout << "~Date()" << endl;
//}
private:
// 内置类型
int _year = 1; // 声明给的缺省值
int _month = 1;
int _day = 1;
// 自定义类型（调用它自己的默认构造）
A _aa;
};
int main()
{
Date d1; // 输出：A(int a)
return 0;
}
- 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。
class Date
{
public:
// 构造函数
//Date()
//{
// cout << "Date()" << endl;
// _year = 1;
// _month = 1;
// _day = 1;
//}
//Date(int year, int month, int day)
//{
// _year = year;
// _month = month;
// _day = day;
//}
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
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.Print();
Date d2(2024, 9, 25);
d2.Print();
Date d3(2024);
d3.Print();
Date d4(2024, 9);
d4.Print();
return 0;
}
class Stack
{
public:
//Stack()
//{
// a = nullptr;
// top = capacity = 0;
//}
Stack(size_t n = 4)
{
if (n == 0)
{
a = nullptr;
top = capacity = 0;
}
else
{
a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
if (a == nullptr)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
top = 0;
capacity = n;
}
}
// 成员函数
void Init()
{
a = nullptr;
top = capacity = 0;
}
void Push(int x)
{
if (top == capacity)
{
cout << capacity << "扩容" << endl;
int newcapacity = capacity == 0 ? 4 : capacity * 2;
int* tmp = (int*)realloc(a, sizeof(int) * newcapacity);
if (tmp == nullptr)
{
perror("realloc fail");
exit(-1);
}
if (tmp == a)
{
cout << capacity << "原地扩容" << endl;
}
else
{
cout << capacity << "异地扩容" << endl;
}
a = tmp;
capacity = newcapacity;
}
a[top++] = x;
}
int Top()
{
return a[top - 1];
}
void Pop()
{
assert(top > 0);
--top;
}
void Destroy()
{
free(a);
a = nullptr;
top = capacity = 0;
}
bool Empty()
{
return top == 0;
}
private:
// 成员变量，一般都是私有
int* a;
int top;
int capacity;
};
int main()
{
Stack st1;
st1.Init();
st1.Push(1);
st1.Push(2);
st1.Push(3);
st1.Push(4);
while (!st1.Empty())
{
cout << st1.Top() << " ";
st1.Pop();
}
cout << endl;
st1.Destroy();
// 扩容代价很大，初始化时，malloc一次扩到位
Stack st2(1000);
//Stack st2;
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
st2.Push(i);
}
while (!st2.Empty())
{
cout << st2.Top() << " ";
st2.Pop();
}
cout << endl;
st2.Destroy();
return 0;
}
总结：一般情况都需要我们自己写构造函数，决定初始化方式，除非成员变量全是自定义类型，可以考虑不写构造函数。构造函数最厉害的不是自动生成，而是自动调用。
3 析构函数
3.1 概念
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。
3.2 特性
- 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
1. 内置类型成员不做处理
2. 自定义类型成员会调用这个成员的析构函数 - 对象生命周期结束时，C++编译系统自动调用析构函数
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
cout << "默认构造函数" << endl;
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}
~Date()
{
cout << "~Date()" << endl;
}
private:
int _year = 1; // 声明给的缺省值
int _month = 1;
int _day = 1;
};
int main()
{
Date d1;
return 0;
}
// 日期类，不需要写析构函数（d1出了作用域自动销毁）
// 析构函数也是自动调用
class Stack
{
public:
Stack(size_t n = 4)
{
cout << "Stack(size_t n = 4)" << endl;
if (n == 0)
{
a = nullptr;
top = capacity = 0;
}
else
{
a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
if (a == nullptr)
{
perror("realloc fail");
exit(-1);
}
top = 0;
capacity = n;
}
}
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(a);
a = nullptr;
top = capacity = 0;
}
void Push(int x)
{
if (top == capacity)
{
cout << capacity << "扩容" << endl;
int newcapacity = capacity == 0 ? 4 : capacity * 2;
int* tmp = (int*)realloc(a, sizeof(int) * newcapacity);
if (tmp == nullptr)
{
perror("realloc fail");
exit(-1);
}
if (tmp == a)
{
cout << capacity << "原地扩容" << endl;
}
else
{
cout << capacity << "异地扩容" << endl;
}
a = tmp;
capacity = newcapacity;
}
a[top++] = x;
}
int Top()
{
return a[top - 1];
}
void Pop()
{
assert(top > 0);
--top;
}
void Destroy()
{
free(a);
a = nullptr;
top = capacity = 0;
}
bool Empty()
{
return top == 0;
}
private:
int* a;
int top;
int capacity;
};
int main()
{
// 后定义的先析构
Stack st1;
Stack st2;
return 0;
}
4 拷贝构造函数
4.1 概念
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。
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}
private:
// 内置类型
int _year = 1;
int _month = 1;
int _day = 1;
};
void func1(Date d) // d和d1不是同一个对象
{
d.Print(); // d的改变不会影响d1
}
int main()
{
Date d1(2024, 9, 26);
func1(d1);
return 0;
}
日期类可以正常拷贝（浅拷贝）没问题，但是栈类，浅拷贝会有问题
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++;
}
// 其他方法...
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_array);
_array = NULL;
_size = _capacity = 0;
}
private:
DataType* _array;
int _capacity;
int _size;
};
void func2(Stack s)
{
}
int main()
{
Stack s1;
// s1传递给func2时，是浅拷贝或者叫值拷贝
// _arry进行浅拷贝时，析构函数会调用两次（析构函数是自动调用）
// func2先free一次，main函数free一次
func2(s1);
return 0;
}
上述问题怎么解决了？（free两次的问题）
第一种解决方案，加一个引用（s的改变会影响s1）
void func2(Stack& s)
{
}
上述解决方案有一个问题，如果我期望s的改变，不影响s1，该怎么办？
答：使用拷贝构造。
自定义类型传值传参，一定要调用拷贝构造
4.2 拷贝构造特征
- 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同类类型对象的引用，使用传值方式编译器直接报错，因为会引发无穷递归调用。
class Date
{
public:
// 构造函数
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
// 拷贝构造
// Date d2(d1);
Date(const Date& d) // 推荐加一个const（权限的缩小）
{
cout << "Date(Date& d)" << endl;
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
void Print()
{
cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void func1(Date d)
{
d.Print();
}
int main()
{
Date d1(2024, 9, 26);
// 传值传参的时候，一定会调用拷贝构造
func1(d1);
// 以下两个写法是等价的，都是拷贝构造
Date d2(d1);
Date d3 = d1;
return 0;
}
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
// 构造函数
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;
}
Stack(const Stack& s) // 推荐加一个const（权限的缩小）
{
cout << "Stack(Stack& s)" << endl;
// 深拷贝
_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * s._capacity);
if (NULL == _array)
{
perror("malloc申请空间失败!!!");
return;
}
memcpy(_array, s._array, sizeof(DataType) * s._size);
_size = s._size;
_capacity = s._capacity;
}
void Push(DataType data)
{
_array[_size] = data;
_size++;
}
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_array);
_array = NULL;
_size = _capacity = 0;
}
private:
DataType* _array;
int _capacity;
int _size;
};
void func2(Stack s)
{
s.Push(1);
s.Push(2);
}
int main()
{
Stack s1;
// 传值传参的时候，会先调用拷贝构造
// func2里面s的改变不会影响s1
func2(s1);
// 拷贝构造
Stack s2(s1);
return 0;
}
- 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。
编译器默认生成的拷贝构造跟之前的构造函数特性不一样：
- 内置类型， 值拷贝
- 自定义类型，调用它的拷贝
总结：Date不需要我们实现拷贝构造，默认生成的就可以用，Stack需要我们自己实现深拷贝的拷贝构造，默认生成会出问题（浅拷贝，会释放两次）
5 赋值运算符重载
比较两个日期的大小
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}
//private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
bool DateLess(const Date& x1, const Date& x2)
{
if (x1._year < x2._year)
{
return true;
}
else if (x1._year == x2._year && x1._month < x2._month)
{
return true;
}
else if (x1._year == x2._year && x1._month == x2._month && x1._day < x2._day)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
int main()
{
Date d1(2024, 9, 27);
Date d2(2023, 9, 27);
//d1 < d2;
cout << DateLess(d1, d2) << endl;
return 0;
}
我想用一下下面的代码
cout << (d1 < d2) << endl;
只能让编译器多做点事情！！！
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)
// 运算符重载 (重载有重新定义的意思)
bool operator<(const Date& x1, const Date& x2)
{
if (x1._year < x2._year)
{
return true;
}
else if (x1._year == x2._year && x1._month < x2._month)
{
return true;
}
else if (x1._year == x2._year && x1._month == x2._month && x1._day < x2._day)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
int main()
{
Date d1(2024, 9, 27);
Date d2(2023, 9, 27);
cout << (d1 < d2) << endl;
// 加括号是因为流插入运算符优先级最高
// 等价于下面的
cout << (operator<(d1, d2)) << endl;
return 0;
}
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自定义类型参数
- 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
- 不能改变操作符的，操作数个数。一个操作符是几个操作数，那么重载的时候就有几个参数。
.* :: sizeof ?: .这五个运算符不能重载。（面试选择题会出现）
如果成员函数私有不能访问怎么办？上面的operator会报错。
答：将operator定义为类成员函数。
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}
// d1 < d2; 转换为：d1.operator<(d2)
// d1用this替代了（而this又可以省略），然后d2被d替代了
bool operator<(const 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;
}
else
{
return false;
}
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2024, 9, 27);
Date d2(2023, 9, 27);
cout << (d1 < d2) << endl;
cout << (d1.operator<(d2)) << endl;
return 0;
}
来一段长脑子的代码：
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}
bool operator<(const 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;
}
else
{
return false;
}
}
bool operator==(const Date& d)
{
return _year == d._year
&& _month == d._month
&& _day == d._day;
}
// d1 <= d2
// this是d1的地址，*this就是d1
bool operator<=(const Date& d)
{
return *this < d || *this == d;
}
bool operator>(const Date& d)
{
return !(*this <= d);
}
bool operator>=(const Date& d)
{
return !(*this < d);
}
bool operator!=(const Date& d)
{
return !(*this == d);
}
int GetMonthDay(int year, int month)
{
// 这里的13很细节和月份一一对应上了
int monthArray[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
// 先判断月份再判断年，很细节
if (month == 2
&& ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)))
{
return 29;
}
return monthArray[month];
}
Date& operator+=(int day)
{
_day += day;
while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
{
// 月进位
_day -= GetMonthDay(_year, _month);
++_month;
// 月满了
if (_month == 13)
{
++_year;
_month = 1;
}
}
return *this;
}
Date operator+(int day)
{
Date tmp(*this);
tmp += day;
return tmp;
//tmp._day += day;
//while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month))
//{
// // 月进位
// tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);
// ++tmp._month;
// // 月满了
// if (tmp._month == 13)
// {
// ++tmp._year;
// tmp._month = 1;
// }
//}
//return tmp;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2024, 9, 27);
Date d2(2023, 9, 27);
cout << (d1 < d2) << endl;
cout << (d1 == d2) << endl;
//Date ret = d1 += 50;
//ret.Print();
//d1.Print();
Date ret = d1 + 50;
ret.Print();
d1.Print();
return 0;
}
今天笔记写完了！！！！
要长脑子了！！！！！进化