c++类和对象新手保姆级上手教学(中)

前言:

  类和对象中篇,这里讲到的前4个默认成员函数,是类和对象中的重难点,许多资料上的讲法都非常抽象,难以理解,所以我作出这篇总结,分享学习经验,以便日后复习。

目录

6个默认成员函数

构造函数

1.概念:

2.用法:

3.特性:

 析构函数

1.概念:

2.用法:

 3.特性:

4.析构调用顺序练习:

拷贝构造函数

1.概念:

2.用法:

3.特性:

运算符重载

用法:

赋值重载:

前置++和后置++重载:

 取地址重载(不重要):

const成员函数:

 


6个默认成员函数

什么是默认成员函数

默认成员函数就是你不写编译器自己会自动生成的成员函数

前四个默认成员函数较为重要,后两个很少会自己实现,除非常特殊的情况下,基本上不会自己实现。

构造函数

1.概念:

  想必大家再用c语言实现栈,链表等数据结构的时候,都会先写一个初始化函数,来初始化我们的数据,但在使用中有时往往会忘记初始化,所以C++就产生了构造函数

构造函数的作用就是进行初始化

2.用法:

  那构造函数具体是怎样来使用的呢?举一个简单的案例,一个日期类的构造函数如下:

3.特性:

  构造函数的函数名和类名相同。

  无返回值。

  对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数

  构造函数支持重载。

  建议写成全缺省。 

  一个类必须要有默认构造函数,如果你没有写,编译器会自己生成默认构造函数,但编译器默认生成的构造函数内置类型不作处理,自定义类型去调用它的默认构造函数但在C++11中委员会可能认为对内置类型不作处理显得很呆,所以对这个语法打补丁,支持在声明处给缺省值:

这样编译器默认生成的构造函数就会对内置类型进行处理。 

  但大多数情况下,构造函数都是需要我们自己去实现的。

无参构造函数,全缺省构造函数,编译器默认生成的构造函数,都可以称为默认构造函数,但一个类默认构造函数只能有一个,建议写成全缺省,避免歧义。

 析构函数

1.概念:

  如果说构造函数的功能时初始化,那么析构函数就像它的死对头:

析构函数负责清理资源的工作,防止内存泄漏。

 还是一样,我们在使用栈,链表等数据结构时最容易忘的就是用完后忘记清理空间,这将导致严重的后果,也就是内存泄漏,而C++中的析构函数可以有效解决这个问题。

2.用法:

由于我这个日期类不涉及动态资源,所以析构函数不必自己实现,但仍会调用:

 3.特性:

 函数名 = ~类名

 无返回值

 一个类只能有一个析构函数,如果不写编译器自己生成

 析构函数不能重载

 对象生命周期结束时,编译器自动调用析构函数

 对于编译器自己生成的析构函数,同样是内置类型不作处理,自定义类型调用它自己的析构函数

4.析构调用顺序练习:

对于析构函数,其实头疼的是它的多个函数析构时的调用顺序,这里给大家一个公式,大家以后套公式即可:

局部对象(后定义先析构)->局部静态(后定义先析构)->全局对象(后定义先析构)

下面由浅入深来练习一下: 

练习1: 

#include<iostream>
using namespace std;
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 << "调用析构" << _year << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1(1);
	Date d2(2);
	Date d3(3);
	return 0;
}

因为他们都是局部变量,遵循后定义先析构,所以:

练习2:

#include<iostream>
using namespace std;
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 << "调用析构" << _year << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
Date d1(1);
Date d2(2);
Date d3(3);
int main()
{
	//Date d1(1);
	//Date d2(2);
	//Date d3(3);
	return 0;
}

 现在他们都变为全局变量,仍遵循后定义先析构:

练习3:

#include<iostream>
using namespace std;
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 << "调用析构" << _year << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1(1);
	static Date d2(2);
	static Date d3(3);
	Date d4(4);
	return 0;
}

 现在,d2变成局部静态,根据公式,先局部对象再局部静态,内部仍然按照后定义先析构:

练习4:

#include<iostream>
using namespace std;
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 << "调用析构" << _year << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
Date d5(5);
static Date d6(6);
Date d7(7);
static Date d8(8);
int main()
{
	Date d1(1);
	static Date d2(2);
	static Date d3(3);
	Date d4(4);
	return 0;
}

 先局部对象,再局部静态,最后全局,不管全局对象是否为静态,都遵循后定义先析构:

拷贝构造函数

1.概念:

 在使用C++中,我们往往会需要将一个类拷贝到另一个相同类型的类中,而拷贝构造函数的作用就是:将该类拷贝到同类型的类中。

2.用法:

为了更严谨,也可以在此处加上const:

 

3.特性:

 函数名和类名相同

 无返回值

 形参部分传引用

 拷贝构造函数也是构造函数

 如果我们不写,编译器会默认生成,默认生成的拷贝构造函数对内置类型成员按内存存储按字节序拷贝,也就是浅拷贝,对自定义成员调用它的拷贝构造。

为什么形参部分必须传引用呢?

因为不传引用可能会引发无穷递归,看下面这个例子:

此时像上图一样使用拷贝构造函数,如果我们的拷贝构造函数是传值:

 

那就需要先调用拷贝构造,调用到拷贝构造时,因为是传值,所以需要将d1先拷贝到形参d,而将d1拷贝到形参d,就又需要调用新的拷贝构造,而新的拷贝构造又是传值,所以就这样一直递归下去,无穷无尽。

编译器默认生成的拷贝构造会拷贝内置类型,那么是不是意味着我们不需要自己实现拷贝构造?

不!!!

编译器默认生成的拷贝构造只能进行浅拷贝。

当我们有一个栈,里面有一个指针,指向了一片空间,当我们还是浅拷贝,用编译器默认生成的拷贝构造函数的话,它就会原原本本的将指针的拷贝到新的指针中,这就导致这篇空间有两个指针指向它,而不是像我们预想的一样,拷贝一块新空间,所以当要进行深拷贝时,我们需要自己来写拷贝构造函数 

所以写拷贝构造时,浅拷贝不需要写,只有有动态资源开辟的,才需要自己写拷贝构造。

运算符重载

关键字:operator

用法:

将函数名改成operator加需要重载的运算符

在c语言中,对于内置类型我们可以直接用<  >  =  +  -  等符号进行运算,但如果我们要对自定义类型进行运算的话,就需要自己写函数来实现。

如果用运算符重载的话,将大大提高代码的可读性,比如我们实现一个判断两个日期类是否相同,重载==:

重载成成员函数:

重载成全局函数: 

 用法:

显而易见,第三种方法最实用,大大提高了代码的可读性 。

赋值重载:

这里的内容涉及的运算符重载,建议先跳到运算符重载,再来学习这段。

区分拷贝和赋值:

众所周知自定义类型是不能直接用等号连接进行赋值的,那么就需要进行运算符重载;

赋值重载和拷贝构造类似,但赋值重载是支持连续赋值的:

注意赋值重载只能重载成成员函数。 

前置++和后置++重载:

前置++和后置++这两个运算符一模一样,但是作用效果却不同,为了不产生歧义,该如何进行重载呢?

前置++:

用法:

后置++: 

用法 :

可见为了和前置++区分开来,后置++强制增加了一个形参int 来区分。 

 取地址重载(不重要):

主要是对对象进行取地址操作,编译器自己生成的已经完全够用,没有必要再自己写,除非有特殊需求:

const成员函数:

如果我们希望某个成员函数不能对成员变量进行修改时,我们可以进行const修饰:

用法: 

我们可以对不用对成员变量进行修改的成员函数进行const修饰,增加代码的严谨性。如果const修饰的成员函数对成员变量进行了修改,编译器会报错:

C++类和对象中篇到此结束,这篇是最难也是最重要的一篇,下篇我会陆续更新进行收尾。 

 


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