【C++第三课 - 类和对象中】构造函数、析构函数、拷贝构造函数

目录

  • 类的6个默认成员函数
    • 构造函数
      • 自己写的构造函数
      • 默认生成的构造函数
    • 析构函数
      • 概念
      • 特征
    • 拷贝构造函数
      • 特征
    • 运算符重载
      • == 、 >、 <=
      • +=
      • +
    • 赋值重载
    • Date类的完善
      • 构造函数的完善
      • 用+复用+=

类的6个默认成员函数

默认成员函数：不写编译器也会默认生成一份
在这里插入图片描述

构造函数

自己写的构造函数

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，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，不需要写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。
  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。
  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。
  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、我们没写编译器默认生成的构造函数，都可以认为
    是默认构造函数。
#include <iostream>
using namespace std;

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

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

int main()
{
	Date d1;
	Date d2(2023, 1, 24);
	d1.Print();
	d2.Print();

	return 0;
}

在这里插入图片描述

对于没有参数的初始化对象时，不能写成下面那样，因为无法与函数声明区分
Date d1()

也可以用缺省函数，下面两个函数构成函数重载，但是无参调用的时候会产生歧义

//Date()
//	{
//		_day = 1;
//		_month = 1;
//		_year = 1;
//	}
	Date(int day = 1, int month = 1, int year = 1)
	{
		_day = day;
		_month = month;
		_year = year;
	}

默认生成的构造函数

默认构造函数：编译器默认生成的、无参的构造函数、全缺省的构造函数（可以不传参的都叫默认构造），这三个函数不能同时存在，因为会存在调用歧义。
如果不写构造函数，有没有构造函数
默认生成的，但此时是随机值

class Date
{
public:
	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	int _day;
	int _month;
	int _year;
};

int main()
{
	Date d1;
	d1.Print();

	return 0;
}

在这里插入图片描述
对于栈的初始函数来说，初始化的也是随机值

class Stack
{
public:

private:
	int* _a;
	int _top;
	int _capacity;
};

int main()
{
	Stack s1;

	return 0;
}

在这里插入图片描述
但对于像MyQueue的构造函数就初始化了
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
规则
内置类型：int/double/…指针，eg：Date* p是内置类型
自定义类型： class struct…
默认生成的构造函数，对于内置类型成员不做处理（看编译器，建议当成不处理），自定义类型会取调用它的默认构造（调用无参的默认构造，如果自定义类型没有默认构造 - 初始化列表，类和对象下讲）
对于这个缺陷C++11提供如下解决方法，下面这个写法还是声明，给的缺省值
在这里插入图片描述

析构函数

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。

特征

析构函数是特殊的成员函数，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。
  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
  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。
  5. 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。
  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
    日期类不需要写析构，栈需要写析构
class Date
{
public:
	Date(int day = 1, int month = 1, int year = 1)
	{
		_day = day;
		_month = month;
		_year = year;
	}

	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}

	~Date()
	{
		cout << "~Date()" << endl;
	}
private:
	int _day = 1;
	int _month = 1;
	int _year = 1;
};


int main()
{
	Date d1;
	d1.Print();

	return 0;
}

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

拷贝构造函数

在这里插入图片描述
浅拷贝时，st和st1对象会导致对同一块空间的重复释放
解决方法：自定义类型对象拷贝时，调用一个函数，这个函数就叫拷贝构造 - 深拷贝。
（1）传参的时候
（2）初始化构造的时候Date d2(d1)

特征

  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。.0
  3. 默认生成的拷贝构造函数：对内置类型会完成值拷贝，自定义对象回去调用它的拷贝对象。
    在这里插入图片描述
    像下面所示，st1与st中的_a是指向同一块空间，当这两个对象被释放时，会对_a所指的这段空间释放两次，从而造成错误，拷贝构造主要是解决这个问题的– 深拷贝。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
class Stack
{
public:
	Stack()
	{
		//...
	}
	Stack(const Stack& stt)
	{
		_a = (int*)malloc(sizeof(int) * stt._capacity);
		if (_a == nullptr)
		{
			perror("malloc fail");
			exit(-1);
		}
		memcpy(_a, stt._a, sizeof(int) * stt._top);
		_top = stt._top;
		_capacity = stt._capacity;
	}
	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
	}
private:
	int* _a;
	int _top;
	int _capacity;
};

在这里插入图片描述

1、被拷贝的对象前面加const，防止意外的改变

运算符重载

对于+、-、*、/、>、<等等，内置类型可以直接使用，自定义类型无法使用
解决方法：（1）写一个函数 （2）使用运算符重载
运算符重载：operator+运算符 ，使用方法：直接使用运算符

函数重载：允许参数不同的同名函数存在
运算符重载：自定义类型可以直接使用运算符

== 、 >、 <=

class Date
{
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	
public:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
bool operator==(Date x, Date y)
{
	return x._year == y._year && x._month == y._month && x._day == y._day;
}
bool operator>(Date x, Date y)
{
	if (x._year > y._year)
		return true;
	else if (x._year == y._year && x._month > y._month)
		return true;
	else if (x._year == y._year && x._month == y._month && x._day > y._day)
		return true;
	return false;
}
bool operator<=(Date x, Date y)
{
	return ~(x > y);
}

int main()
{
	Date d1(2001, 3, 29);
	Date d2(2024, 3, 1);
	cout << (d1 > d2) << endl;
	cout << (d1 == d2) << endl;
	cout << (d1 <= d2) << endl;
	return 0;
}

在这里插入图片描述
报错的原因：因为流提取运算符的优先级大于>，因此加个括号就没事了
在这里插入图片描述
**此时程序的缺陷 ：
1、运算符重载函数的参数那，调用了拷贝构造 --> 用&
2、为了在函数里访问类的成员变量，把成员变量设置 成了公有 --> 在类里面设置一些访问成员的函数；将运算符重载函数放到类里面
**
缺陷1修改

bool operator==(const Date& x, const Date& y)
{
	return x._year == y._year && x._month == y._month && x._day == y._day;
}
bool operator>(const Date& x, const Date& y)
{
	if (x._year > y._year)
		return true;
	else if (x._year == y._year && x._month > y._month)
		return true;
	else if (x._year == y._year && x._month == y._month && x._day > y._day)
		return true;
	return false;
}
bool operator<=(const Date& x, const Date& y)
{
	return ~(x > y);
}

缺陷2修改

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

	bool operator==(const Date& y)
	{
		return _year == y._year && _month == y._month && _day == y._day;
	}
	bool operator>(const Date& y)
	{
		if (_year > y._year)
			return true;
		else if (_year == y._year && _month > y._month)
			return true;
		else if (_year == y._year && _month == y._month && _day > y._day)
			return true;
		return false;
	}
	bool operator<=(const Date& y)
	{
		return ~(*this > y);
	}
	
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

在这里插入图片描述
也可以d1.operator>(d2)这样显示的调用
这个类还可以些哪些运算符重载，这个取决于哪些运算符对于这个类是有意义的
eg：日期-日期、日期+=天数、日期+天数

+=

int GetMonthDay(int year, int month)
	{
		assert(year >= 1 && month >= 1 && day >= 1);
		int arr[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};
		if (month == 2 && (((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0)) || year % 400 == 0))
			return 29;
		return arr[month];

	}

Date& operator+=(int day)
	{
		_day += day;
		while (_day > GetMonthDay())
		{
			_day -= GetMonthDay();
			_month++;
			if (_month > 12)
			{
				_year++;
				_month = 1;
			}

		}
		return *this;

	}

细节
根据内置类型的定义，+=是有返回值的，因此自定义类型也应该有返回值
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

+

int GetMonthDay(int year, int month)
	{
		assert(year >= 1 && month >= 1 && day >= 1);
		int arr[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};
		if (month == 2 && (((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0)) || year % 400 == 0))
			return 29;
		return arr[month];

	}
Date operator+(int day)
	{
		Date tmp(*this);
		tmp._day += day;
		while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month))
		{
			tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);
			tmp._month++;
			if (tmp._month > 12)
			{
				tmp._year++;
				tmp._month = 1;
			}

		}
		return tmp;

	}

赋值重载

operator= 我们不写，编译器回生成默认的operator=。跟拷贝构造的行为类似，内置类型值拷贝，自定义类型调用他的赋值
Date、MyQueue可以不用写，默认生成的operator=就可以用
赋值重载：（重载运算符）两个已经存在的对象拷贝
拷贝构造：一个已经存在的对象去拷贝初始化另一个对象

缺省参数不能同时出现在声明与定义里面，只能在声明中定义

Date& operator=(const Date& y);

Date& Date::operator=(const Date& y)
{
	if (this != &y)
	{
		_year = y._year;
		_month = y._month;
		_day = y._day;
	}

	return *this;
}

Date类的完善

构造函数的完善

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

	if (_year < 1 || _month > 13 || _month < 1 || day < 1 || day > GetMonthDay(_year, _month))
	{
		print();
		cout << "日期非法" << endl;
	}
}

用+复用+=

复用1

Date& Date::operator+=(int day)
{
	*this = *this + day;
	return *this;

}
Date Date::operator+(int day)
{
	Date tmp(*this);
	tmp._day += day;
	while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month))
	{
		tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);
		tmp._month++;
		if (tmp._month > 12)
		{
			tmp._year++;
			tmp._month = 1;
		}

	}
	return tmp;

}

在这里插入图片描述

复用2

Date& Date::operator+=(int day)
{
	_day += day;
	while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
	{
		_day -= GetMonthDay(_year, _month);
		_month++;
		if (_month > 12)
		{
			_year++;
			_month = 1;
		}

	}
	return *this;

}
Date Date::operator+(int day)
{
	Date tmp(*this);
	
	tmp += day;
	return tmp;

}

在这里插入图片描述

复用2要比复用1效率更高

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