C++: 类和对象（中）
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类的默认成员函数
构造函数
定义
#include<iostream>
using namespace std;
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(2024, 7, 20);d1.Print();return 0;
}Date类型实例化时，每次都要调用Init进行初始化，这未免有点麻烦，C++则有构造函数，构造函数完美的替代了Init。
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。
特征
- 1. 函数名与类名相同。
- 2. ⽆返回值。(返回值啥都不需要给，也不需要写void，不要纠结，C++规定如此)
- 3. 对象实例化时系统会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，⼀旦用户显示式定义编译器将不再⽣成。
分类
无参构造函数
注意
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:// 1.⽆参构造函数Date(){_year = 1;_month = 1;_day = 1;}void Print(){cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1;//正确的Date d2();//错误的d1.Print();return 0;
}要调用无参构造函数的时候，那么写 Date d2()编译器会有警告，不知道这是函数还是构造，使用这个写法是错误的。
带参构造函数
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:// 2.带参构造函数Date(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(2024,7,20);d1.Print();return 0;
}全缺省构造函数
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:// 3.全缺省构造函数Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){_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.Print();return 0;
}注意：无参构造函数、全缺省构造函数、我们不写构造时编译器默认⽣成的构造函数，都叫做默认构造函数。 但是这三个函数有且只有⼀个存在，不能同时存在。
无参构造函数和全参构造函数虽然构成重载函数，但是调用时会发生歧义
不写时，编译器默认生成0的
对内置类型成员变量，是否初始化是不确定的，取决于编译器
对自定义类型成员变量，要求调用这个成员变量的默默人构造函数初始化。没有默认构造函就会报错，要初始化这个成员变量，需要用到初始化列表
初始化列表
除了以上的构造函数，在初始化成员变量主要使⽤函数体内赋值，构造函数还有另一种方式，就是初始化列表。结构如下
ClassName::ClassName(Type1 arg1, Type2 arg2) :member1(arg1), member2(arg2)
{// 构造函数体
}
- 每个成员变量在初始化列表中只能出现⼀次，语法理解上初始化列表可以认为是每个成员变量定义 初始化的地⽅。
- 引⽤成员变量，const成员变量，没有默认构造的类类型变量，必须放在初始化列表位置进⾏初始 化，否则会编译报错。
- C++11⽀持在成员变量声明的位置给缺省值，这个缺省值主要是给没有显⽰在初始化列表初始化的 成员使⽤的。
- 优先使用初始化列表：尽量通过初始化列表显式初始化成员变量，这样可以避免未初始化的风险并提高代码的明确性。
- 内置类型的初始化问题：内置类型成员变量如果没有初始化，将导致不确定行为。因此，尽量避免依赖编译器的默认行为，明确初始化。
- 自定义类型成员的初始化要求：如果成员是自定义类型并且没有默认构造函数，在没有在初始化列表中进行初始化时，会导致编译错误。
- 初始化列表中是按照成员变量在类中的声明顺序进行初始化的，跟成员变量在初始化列表的顺序无关。
举例：
class Date
{Date(int year = 1,int month = 1,int day = 1):_year(year),_month(month),_day(day){}
private:int _year;int _month;int _day;
};析构函数
定义
构造函数和析构函数有具有相反的作用。
析构函数：析构函数是一个特殊的函数，当对象被销毁时自动调用。它的名称与类名相同，但前面有一个波浪号（~），析构函数用于清理对象占用的资源。
class Date
{
public:Date(int year,int month, int day){cout << " Date(int year, int month, int day) " << endl;_year = year;_month = month;_day = day;}~Date(){cout << " ~Date()" << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;;
};
int main()
{Date d1(2024,7,7);return 0;
}特征
- 1. 析构函数名是在类名前加上字符~。
- 2. ⽆参数⽆返回值。(这⾥跟构造类似，也不需要加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。#include<iostream> using namespace std; class Date { public:Date(int year =1, int month=1, int day=1) //构造函数{_year = year;_month = month;_day = day;}Date(const Date& d) //拷贝构造函数{_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;} private:int _year;int _month;int _day; };- 4. 对象⽣命周期结束时，系统会⾃动调⽤析构函数。
- 5. 跟构造函数类似，我们不写编译器⾃动⽣成的析构函数对内置类型成员不做处理，⾃定类型成员会 调⽤他的析构函数。
注意：对于⾃定义类型成员也会调⽤他的析构，也就是说⾃定义类型成员⽆论什么情况都会⾃动调⽤析构函数。
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，如Date；（上面的代码只是作为例子，~Date可以不写，编译器会自动生成）
拷贝构造函数
定义
拷贝构造函数：拷贝构造函数是一个特殊的构造函数，用于创建一个新对象，其内容完全相同于另一个已存在的对象。
特征
- 1、拷贝构造函数是构造函数的一个重载
- 2、拷贝构造函数的第一个参数必须是类类型对象的引用。
- 3、C++规定⾃定义类型对象进⾏拷⻉⾏为必须调⽤拷⻉构造，所以这⾥⾃定义类型传值传参和传值返 回都会调⽤拷⻉构造完成。
#include<iostream> using namespace std; class Date { public:Date(int year =1, int month=1, int day=1) //构造函数{_year = year;_month = month;_day = day;}//Date(const Date d) //error 引发无穷递归Date(const Date& d) //拷贝构造函数{_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;} private:int _year;int _month;int _day; };int main() {Date d1(2024,10,10);Date d2(d1); //拷贝构造return 0; }
-
若未显式定义拷⻉构造，编译器会⽣成⾃动⽣成拷⻉构造函数。⾃动⽣成的拷⻉构造对内置类型成 员变量会完成值拷⻉/浅拷⻉
赋值运算符重载
运算符重载
C++预定义的运算符，入“+""-"等，其操作对象只能是基本数据类型。在表达式中看到 “*” “+”时，C++对给定数据结构进行相乘，相加的运算，然后得出结果，当然，使用函数也是可以，类也能进行这样的操作，但语法就复杂多了。
那么，就可以多已有的运算符赋育新的含义，化繁为简，利用运算符来操作对象。
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： 返回类型 operator 运算符 （参数类
型1 参数名1, 参数类型2 参数名2）
注意：
- 不能通过连接语法中没有的符号来创建新的操作符：⽐如operator@。
- 重载运算符函数的参数个数和该运算符作⽤的运算对象数量⼀样多。一元运算符有一个参数，二元运算符有两个参数（左侧运算对象传给第一个参数，右侧传给第二个参数）。
- 如果⼀个重载运算符函数是成员函数，默认第一个是运算符传给隐式this指针，因此参数会比运算对象少一个。
- 运算符重载以后，其优先级和结合性与对应的内置类型运算符保持⼀致。
- 重载操作符必须有一个类类型参数
- . * :: sizeof ?:
- 重载++运算符是，前置++和后置++，运算符重载函数名都是operator++，为了区分，，后置++重载时，增加⼀个int形参。
- 重载<<和>>时，需要重载全局函数，因为重载为成员函数，第一位参数默认是this指针，第⼀个形参位置是左侧运算对象，调⽤时就变成了对象<<cout，不符合使⽤习惯和可读性。
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:Date(int year =1, int month=1, int day=1){_year = year;_month = month;_day = day;}bool operator==(Date d) //在类中{return _year == d._year &&_month == d._month &&_day == d._day;}Date& operator++(); //前置++Date operator++(int); //后置++int _year;int _month;int _day;
};
bool operator==(Date& d1, Date& d2) //在全局
{return d1._year == d2._year&& d1._month == d2._month&& d1._day == d2._day;
}
Date Date::operator++(int) //后置++
{Date tmp = *this;*this += 1;return tmp;
}
Date& Date::operator++() //前置++
{*this += 1;return *this;
}
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{out << "年" << d._year << "月" << d._month << "日" << d._day << endl;return out;
}
istream& operator >>(istream& in, Date& d)
{while (1){ cout << "请依次输入年月日";in >> d._year >> d._month >> d._day;if (!d.CheckDate()){cout << "输入日期非法:";d.Print();cout << "请重新输入!!!" << endl;}else{break;}}
return in;
}
int main()
{Date d1(2024, 7, 7);Date d2(2024.7, 8);if (d1.operator==(d2)) //声明在类中operator==(d1, d2); //声明在全局中if(d1 == d2) // 类/全局{ printf("日期相同");}else{printf("日期不同");}return 0;
}赋值运算符重载
赋值运算符重载是⼀个默认成员函数，⽤于完成两个已经存在的对象直接的拷⻉赋值，这⾥要注意跟 拷⻉构造区分，拷⻉构造⽤于⼀个对象拷⻉初始化给另⼀个要创建的对象。