C++：类和对象（中）

        前面已经初步认识了C++的类和对象。简单来说，类相当于一个壳子，将成员函数和成员变量封装起来。如果你觉得C++中的类不过如此，只是把C语言中的结构体多加了一个成员函数，那你就大错特错了。本篇文章，我们将学习类中的默认成员函数。

目录

一、类的默认成员函数

 1.1、默认成员函数的概念

1.2、默认成员函数的分类

二、构造函数

2.1、构造函数的概念（干什么用的？）

2.2、构造函数的原型（语法形式）

2.3、构造函数的注意事项（怎么用）

2.4、默认构造函数

三、析构函数

3.1、析构函数的概念

3.2、析构函数的语法形式

3.3、注意事项

四、拷贝构造函数

4.1、拷贝构造函数的基本概念

4.2、基本语法

4.3、注意事项

五、赋值运算符重载

5.1、运算符重载

5.2、赋值运算符重载

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一、类的默认成员函数

 1.1、默认成员函数的概念

        在类中，如果你没有显示定义某些成员函数（就是你没有写出来的某些函数），编译器会自动生成相关的函数，成为默认成员函数。

1.2、默认成员函数的分类

        共有六种：构造函数、析构函数、拷贝构造函数、拷贝赋值运算符、移动构造函数、移动赋值预算符。（最后两个函数为C++11引入的）

二、构造函数

2.1、构造函数的概念（干什么用的？）

        构造函数是特殊的成员函数，其作用是对象实例化时初始化对象。说人话，构造函数就是用来给你用类创建的对象初始化用的。

2.2、构造函数的原型（语法形式）

classname( 参数 )
{//…………
}

注意：构造函数的名字不能随便取，构造函数的名字必须是类的名字！！！

2.3、构造函数的注意事项（怎么用）

（1）构造函数的名字必须是类的名字，重要的事情要多说几遍！

（2）构造函数无返回值，连前面的void也不能写。因为不返回返回值也是一种返回值；

（3）构造函数可以重载；

（4）对象实例化时，系统会自动调用对应的构造函数；

下面举个例子：

using namespace std;
class student
{
private:string _name;int _number;int _age;
public:student(){_name = "张三";_number = 2023001;_age = 18;}//构造函数重载student(string name, int number, int age){_name = name;_number = number;_age = age;}//打印学生信息void StudentPrint(){cout << "学生姓名：" << _name << endl;cout << "学生学号：" << _number << endl;cout << "学生年龄：" << _age << endl;}
};

int main()
{student s1;student s2("李四" ,2023005 ,19);s1.StudentPrint();s2.StudentPrint();return 0;
}

注意，在你用类创建对象（实例化）的时候，编译器会自动调用构造函数，所以，构造函数的传参直接在对象后面加个括号传。比如：student s2("李四" ,2023005 ,19);

（5）只有你自己不写构造函数的时候，编译器才会替你写，一旦你自己编写构造函数，编译器就不再生成构造函数了；

（6）对于编译器自己生成的构造函数，是有缺陷的：对内置类型成员变量的初始化没有要求。换句话说，是否初始化时不确定的，主要看编译器的种类。

2.4、默认构造函数

        把编译器自己生成的构造函数，我们自己写的无参构造函数，全缺省构造函数统一称为默认构造函数。主包这里概括一下，就是不用你传参构造函数也能运行的就是默认构造函数。

这三个默认构造函数同时只能出现一个，不能同时存在。

三、析构函数

3.1、析构函数的概念

        析构函数也是一个特殊的成员函数，当对象声明周期结束时，自动执行必要的清理工作。主要是清理对象在生命周期内申请的内存等资源，防止泄露。

3.2、析构函数的语法形式

~classname()
{//…………
}

析构函数的名字是类的名字前加上一个~ ，必须是这样！！！

3.3、注意事项

（1）析构函数的名字必须是 ~ 加上类的名字；

（2）析构函数没有返回值，void也不能写；

（3）析构函数不能接收参数；

（4）析构函数在一个类中只能有一个，不能重载；

（5）对象生命周期结束时，系统会自动调用析构函数；

（6）对于系生成的默认构造函数，对内置类型不做处理；

（7）如果类中没有申请资源，那么析构函数可以不写，直接让编译器自己生成好了；

（8）一个局部域的多个对象，C++规定后定义的先析构。

下面通过栈来演示一下析构函数：

typedef int StackDataType;
class Stack
{
private:StackDataType* _arr;int _top;int _capacity;
public:Stack(){_arr = nullptr;_top = _capacity = 0;}//入栈void StackPush(StackDataType x){if (_top == _capacity){int newCapacity = _capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity;StackDataType* tmd = (StackDataType*)realloc(_arr, sizeof(StackDataType) * newCapacity);if (tmd == nullptr){perror("realloc fail!");exit(1);}_arr = tmd;_capacity = newCapacity;}_arr[_top++] = x;}//析构函数~Stack(){free(_arr);_arr = nullptr;_top = _capacity = 0;}
};

四、拷贝构造函数

4.1、拷贝构造函数的基本概念

        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，则此构造函数也叫拷贝构造函数。说人话，拷贝构造函数是用一个已存在的对象（拷贝源）来初始化另一个对象（拷贝对象）。

4.2、基本语法

classname( classname& other)
{//…………
}

拷贝构造函数的名字必须是类的名字，且第一个参数必须是类的引用！！！

4.3、注意事项

（1）拷贝构造函数是构造函数的重载；

（2）拷贝构造函数的第一个参数必须是当前类类型对象的引用，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函数，所以自定义类型的传值传参和传值返回都会调用拷贝构造函数；

（4）若为定义显示拷贝构造函数，编译器会自己生成一个拷贝构造函数；

（5）如果一个类显式实现了析构并释放了资源，那么他就需要显式拷贝构造函数，否则就不需要；

（6）传值返回会产生一个临时对象的拷贝构造，传值引用返回，返回的是对象的别名，没有产生拷贝。

下面举个例子（以栈为例）：

Stack(const Stack& st)
{_arr = (StackDataType*)malloc(sizeof(StackDataType) * st._capacity);if (_arr == nullptr){perror("malloc fail!");exit(1);}_top = st._top;_capacity = st._capacity;memcpy(_arr, st._arr, sizeof(StackDataType) * _top);
}

调用拷贝构造函数的用法也很简单：

Stack s1;
Stack s2 = s1;
Stack s3(s1);   //两种方式均可以

五、赋值运算符重载

5.1、运算符重载

        主包这里不想copy这个冗杂不好理解的定义了，主包要自己定义。运算符重载就是赋予C++运算符（如 +, -, =, ==, [] 等）操作自定义类型（类或结构体）的能力，让它们用起来和内置类型（如 int, double）一样直观。

什么意思？比如一开始我们创建的Student这个类，你拿两个学生相减 s1 - s2 算怎么回事？编译器无法理解，这时候你可以通过特殊手段赋予减号一定的含义，比如：两个学生的成绩之差。

class Student
{
private:string _name;int _number;int _age;float score;
public:float operator(Student& s1){return _score - s1._score;}
};

下面有几个注意事项：

（1）运算符重载是一个具有特殊名字的函数，它的名字由 operator 和后面的运算符组成；

（2）如果一个重载运算符是类的成员函数，则它的第一个运算对象默认传给 this 指针，所以在类里面的重载运算符定义时可以少写一个参数；

（3）运算符重载不改变它的优先级和结合性；

（4） .*   ::    sizeof   ?:    .    这五个运算符不能重载；

（5）重载运算符至少要给一个类型的参数；

（6）++ 有前置 ++a和 后置 a++，为了区分这两个的重构，C++规定，后置++需要增加一个int形参。

int operator++()
{cout << " ++a" << endl;return _age+1;
}
//后置++，需要跟一个int形参
int operator++(int)
{cout << " a++" << endl;return _age+1;
}

5.2、赋值运算符重载

        主包老毛病又犯了，不想看那些冗长且复杂的定义了，主包要自己定义。赋值运算符重载 (operator=) 让你能像内置类型（如 int）一样，用等号 (=) 将一个对象的值“拷贝”给另一个已存在的同类型对象。

        赋值运算重载符是一个默认成员函数，用于完成两个已经存在的对象的拷贝赋值。

student& operator=(const student& s1)
{if (this != &s1){_age = s1._age;_name = s1._name;_number = s1._number;_score = s1._score;}return *this;
}

注意，这里加一个 if 条件是为了处理有些人闲的让自己给自己赋值。返回*this 的引用是为了处理连续赋值的情况，s1 = s2 = s3 ，因为如果不返回，那么s2的值就无法得到，返回引用是为了避免再次创建临时空间调用拷贝构造函数，提高效率。

注意事项：

（1）赋值运算符重载规定必须重载为成员函数；

（2）有返回值，推荐写成当前类类型引用，提高效率；

（3）没有显示实现赋值运算符重载时，编译器会自己生成一个默认赋值运算符重载，对内置类型成员变量，对内置类型成员变量完成值拷贝（浅拷贝）。