C++类和对象入门中

1. 类的6个默认成员函数
2. 构造函数
- 2.1 概念
- 2.2 特性
3.初始化列表
4.析构函数
- 4.2 特性
5. 拷贝构造函数
- 5.1 特性
6.运算符重载
- 6.1 赋值运算符重载
- 6.2前置++和后置++重载
7. 自实现日期类

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。
在这里插入图片描述
接下来我们主要介绍前四个默认成员函数

2. 构造函数

2.1 概念

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 d1;
	d1.Init(2022, 7, 5);
	d1.Print();
	Date d2;
	d2.Init(2022, 7, 6);
	d2.Print();
	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？
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。

特点：

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。
举例:
构造函数中给成员变量：“初始化”其实是赋值操作，这一点我们在初始化列表会讲到。

class Date
{
    
    
public:
	// 1.无参构造函数
	Date()
	{
    
    }

	// 2.带参构造函数
	Date(int year, int month, int day)
	{
    
    
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

void TestDate()
 {
    
    
      Date d1; // 调用无参构造函数
      Date d2(2015, 1, 1); // 调用带参的构造函数
  
      // 注意：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
}

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。

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？Date对象调用了编译器生成的默
认构造函数，但是Date对象中的_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。而编译器生成默认的构造函数对内置类型不会做处里。

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;
}

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。

即

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;
};

关于默认构造函数的概念：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。
在这里插入图片描述

3.初始化列表

构造函数体中的语句只能将其称为赋初值，而不能称作初始化。因为初始化只能初始化一次，而构造函数体内可以多次赋值。
概念：
构造函数拥有初始化列表，其他函数没有初始化列表。
格式：以冒号开始，接着是一个以逗号分隔的数据成员列表，每个"成员变量"后面跟一个放在括号中的初始值或表达式。

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

注意：

每个成员变量在初始化列表中只能出现一次(初始化只能初始化一次)
类中包含以下成员，必须放在初始化列表位置进行初始化：
引用成员变量，const成员变量，自定义类型成员(且该类没有默认构造函数时)
尽量使用初始化列表初始化，因为不管你是否使用初始化列表，对于自定义类型成员变量，一定会先使用初始化列表初始化。
成员变量在类中声明次序就是其在初始化列表中的初始化顺序，与其在初始化列表中的先后次序无关。

4.析构函数

析构函数概念：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。

4.2 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
对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数。
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;
}

程序运行结束后输出：~Time()
在main方法中根本没有直接创建Time类的对象，为什么最后会调用Time类的析构函数？
因为：main函数中创建了Date对象d，而d中包含4个成员变量，其中_year, _month,_day三个是内置类型成员，销毁时不需要资源清理，最后系统直接将其内存回收即可；而_t是Time类对象，所以在d销毁时，要将其内部包含的Time类的_t对象销毁，所以要调用Time类的析构函数。但是：main函数中不能直接调用Time类的析构函数，实际要释放的是Date类对象，所以编译器会调用Date类的析构函数，而Date没有显式提供，则编译器会给Date类生成一个默认的析构函数，目的是在其内部调用Time类的析构函数，即当Date对象销毁时，要保证其内部每个自定义对象都可以正确销毁main函数中并没有直接调用Time类析构函数，而是显式调用编译器为Date类生成的默认析构函数
注意：创建哪个类的对象则调用该类的析构函数，销毁那个类的对象则调用该类的析构函数。

5. 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。

5.1 特性

4.2 特征拷贝构造函数也是特殊的成员函数，其特征如下：

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。
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。
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？

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(s1);
	return 0;
}

注意：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。
6. 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

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。

6.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)
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 ?: . 不能重载

6.1 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
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。
特性3和拷贝构造类似

举例代码：

Date& operator=(const Date& d)
 {
    
    
 if(this != &d)
       {
    
    
            _year = d._year;
            _month = d._month;
            _day = d._day;
       }
        
        return *this;
 }

6.2前置++和后置++重载

class Date
{
    
    
public:
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
	{
    
    
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	// 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
		//       而temp是临时对象，因此只能以值的方式返回，不能返回引用
		Date operator++(int)
	{
    
    
		Date temp(*this);
		_day += 1;
		return temp;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
    
    
	Date d;
	Date d1(2022, 1, 13);
	d = d1++;    // d: 2022,1,13   d1:2022,1,14
	d = ++d1;    // d: 2022,1,15   d1:2022,1,15
	return 0;
}

7. 自实现日期类

class Date
{
    
    
public:
 // 获取某年某月的天数
 int GetMonthDay(int year, int month)
 {
    
    
 static int days[13] = {
    
    0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30,
31};
 int day = days[month];
 if (month == 2
 &&((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year%400 == 0)))
 {
    
    
 day += 1;
 }
 return day;
 }

    // 全缺省的构造函数
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);
    // 拷贝构造函数
 // d2(d1)
 Date(const Date& d);
    
    // 赋值运算符重载
 // d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)
 Date& operator=(const Date& d);
    // 析构函数
 ~Date();
    // 日期+=天数
 Date& operator+=(int day);
    // 日期+天数
 Date operator+(int day);
    // 日期-天数
 Date operator-(int day);
     // 日期-=天数
 Date& operator-=(int day);
    // 前置++
    Date& operator++();
    // 后置++
 Date operator++(int);
    // 后置--
 Date operator--(int);
    // 前置--
 Date& operator--();

    // >运算符重载
 bool operator>(const Date& d);
    // ==运算符重载
 bool operator==(const Date& d);
    // >=运算符重载
 bool operator >= (const Date& d);
    
    // <运算符重载
 bool operator < (const Date& d);
     // <=运算符重载
 bool operator <= (const Date& d);
    // !=运算符重载
 bool operator != (const Date& d);
    // 日期-日期 返回天数
 int operator-(const Date& d);
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};

总结：本篇博客已经介绍了类和对象的大部分内容了，我们可以试着自实现一下日期类，下一期我会分享代码。

C++类和对象入门(中)

C++类和对象入门中

1. 类的6个默认成员函数

2. 构造函数

2.1 概念

2.2 特性

3.初始化列表

4.析构函数

4.2 特性

5. 拷贝构造函数

5.1 特性

6.运算符重载

6.1 赋值运算符重载

6.2前置++和后置++重载

7. 自实现日期类

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C++类和对象入门 中

1. 类的6个默认成员函数

2. 构造函数

2.1 概念

2.2 特性

3.初始化列表

4.析构函数

4.2 特性

5. 拷贝构造函数

5.1 特性

6.运算符重载

6.1 赋值运算符重载

6.2前置++和后置++重载

7. 自实现日期类

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