C++类与对象(中)

发布于:2022-07-24 ⋅ 阅读:(346) ⋅ 点赞:(0)

前言

在前面一篇文章中我们已经讲解了关于类与对象这一块内容的基本的知识,(还有不熟悉的朋友乐意去看一看我的上一篇博客https://blog.csdn.net/be_a_struggler/article/details/125939116),下面就让我们一起来看一看类与对象中篇的内容吧。

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。
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二.构造函数

1.概念

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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,而且有的人还可能会在创建对象时忘记去初始化对象,这样就有可能导致后续比较麻烦,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.特性

构造函数特殊的成员函数,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。
构造函数的特征

  1. 函数名与类名相同。
  2. 无返回值。(同时在定义函数时也不需要用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。
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    但是在对象实例化时要特别注意以下的情况:
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    注意: 在这种情况下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,上图代码的函数,声明了d3函数,该函数无参,返回一个日期类型的对象
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    在这里就会报出警告。
  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。
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    6.关于编译器生成的默认成员函数,可能很多人会有一些疑问。

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并没有什么用?d1对象调用了编译器生成的默认构造函数,但是d1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??
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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,编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员调用的它的默认成员函数。我们来看下面这个例子:

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在这里我们很明显的看出我们在定义MyQueue对象的时候进行了初始化,_st1和_st2都调用了Stack类中的构造函数实现了自身的初始化,而_size则被编译器的默认构造函数赋值为0。
总结:
1.内置类型不做处理
2.自定义类型会去调用他(这个自定义类型成员变量)的默认构造函数。
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。
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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、我们没写但编译器默认生成的构造函数,都可以认为是默认构造函数。 在这里插入图片描述
注意:
1.一般的类都不会让编译器默认生成构造函数,都会自己写。演示写一个全缺省,非常好用。
2.特殊情况才会默认生成。(比如下面的这种情况)
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三.析构函数

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

2.特性

析构函数特殊的成员函数,其特征如下:

  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(定义的函数前不需要加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。注意: 析构函数不能重载。
    默认生成析构函数特点(与构造函数类似):
    1.内置类型不处理
    2.自定义类型成员回去调用它的析构函数。
  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
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  1. 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(看下图)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。
  2. 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。
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    补充:
    我们来看下面的问题,帮助我们更好地理解析构函数。
    问:下面程序中aa1,aa2的析构顺序是什么,先aa1还是先aa2?
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    通过查看结果可能与我们大多数人的想法并不一样,因为可能大家都认为是先1后2,但其实恰好相反,这里其实与我们的栈有关系(后进先出),要知道调用函数时是要调用栈帧的,所以说aa2后压栈,但是先析构。
    上面的问题解决以后,我们再来看个升级版的:这个的输出结果又是什么呢?
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    在这里我们可以看到aa1,aa2,先析构,这是因为aa1,aa2都在栈中,main函数完成调用时会先释放栈的空间,又按照栈的后进先出的性质,aa2先析构,然后就是aa1,aa0,aa3,aa4都是在静态区,静态区是在程序结束的时候才会释放空间,他的顺序与栈的顺序一致,所以出现了上图中的结果。
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    这里的话因为aa0,aa4为静态变量,静态变量在数据中只会维护一份,所以第二次调用函数时并不会再次生成aa0,aa4。

四.拷贝构造函数

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。

2.特征

拷贝构造函数也是特殊的成员函数,其特征如下:

  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。
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  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
    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。但是像栈,队列这样的类需要写拷贝构造函数。
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    总结:
    浅拷贝:
    1.一个对象修改会影响另一个对象
    2.会析构两次,程序崩溃
    解决方法:自己实现深拷贝
    注意:
    1.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。
    2.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。

  5. 拷贝构造函数典型调用场景:
    1.使用已存在对象创建新对象
    2.函数参数类型为类类型对象
    3.函数返回值类型为类类型对象

五.赋值运算符重载

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

赋值运算符重载

  1. 赋值运算符重载格式
    1.参数类型: const T&,传递引用可以提高传参效率
    2.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
    3.检测是否自己给自己赋值
    4.返回*this : 要复合连续赋值的含义
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  2. 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。
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  3. 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。

  4. 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(尤其是Stack,Queue等)。

六.前置++和后置++重载

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,而temp是临时对象,因此只能以值的方式返回,不能返回引用。
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总结
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总结

通过这一篇文章的讲解,大家一定对类与对象有了更深刻了理解,上面讲的这一些特殊的函数是类与对象这里的重难点,在以后会经常用到,所以一定要熟练的掌握。这里的知识掌握以后,后面就会很轻松了。
同时希望大家能够点赞,收藏,关注支持博主。当然如果文章中有不对的地方欢迎大家评论指正,让我们在学习的道路上一起进步。


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