前情提要:
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目录
1.类的6个默认成员函数
1.1构造函数
1.1.1特性:
其特征如下:
1.2析构函数
1.2.1 特性 :
析构函数是特殊的成员函数,
1.3拷贝构造函数
1.3.1概念:
1.3.2特征: 拷贝构造函数也是特殊的成员函数
1.3.3特性如下:
1.4赋值运算符重载
1.4.1运算符重载的概念
1.4.2 赋值运算符重载:
1. 赋值运算符重载格式
2. 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
3. 用户没有显式实现时
1.4.3前置++和后置++重载
1.5 const成员
编辑
1.6 取地址及const取地址操作符重载
2.初始化列表
3. static成员
3.1 概念:
3.2 特性
4. 内部类
特性:
5.拷贝对象时的一些编译器优化
5.1对象返回的总结
5.2函数传参的总结
6.匿名对象
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。 任何类在什么都不写时,编译器会自动生成以下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。
1.1构造函数
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。
1.1.1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。
其特征如下:
1. 函数名与类名相同。
2. 无返回值。
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。
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;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。_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,否则编译器无法分析清楚函数声明还是调用// 以下代码的函数:声明了d3函数,该函数无参,返回一个日期类型的对象// warning C4930: “Date d3(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的" />编译器无法分析清楚是函数声明还是函数调用
// 以下代码的函数:声明了d3函数,该函数无参,返回一个日期类型的对象
// warning C4930: “Date d3(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?)
Date d3();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. 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。
7.编译器生成的默认构造函数并没有什么用?
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。
1.2析构函数
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。
1.2.1 特性 :
析构函数是特殊的成员函数,
1.2.2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.
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;
自定义类型而:若一个类的对象内部也有对象,要将其内部包含的类的对象销毁,所以要调用这个类对应的析构函数。
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。
1.3拷贝构造函数
1.3.1概念:
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。
1.3.2特征: 拷贝构造函数也是特殊的成员函数
1.3.3特性如下:
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。
3. 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。
#include#includeclass Date{private:// 基本类型(内置类型)int _year = 2023;int _month = 4;int _day = 4;// 自定义类型Time _t;};class Time{public:Time(){_hour = 1;_minute = 1;_second = 1;//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。}Time(const Time& t){_hour = t._hour+1;_minute = t._minute+1;_second = t._second+1;std::cout << "Time::Time(const Time&)" << std::endl;}private:int _hour;int _minute;int _second;};int main(){Date d1;//构造函数// 用已经存在的d1拷贝构造d2,此处会调用Date类的拷贝构造函数// 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数,则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构造函数Date d2(d1);return 0;}
其实此处Time生成的默认拷贝构造函数也是能使用的
class Time{public:Time(){_hour = 1;_minute = 1;_second = 1;}//Time(const Time& t)//{//_hour = t._hour+1;//_minute = t._minute+1;//_second = t._second+1;//std::cout << "Time::Time(const Time&)" << std::endl;//}private:int _hour;int _minute;int _second;};class Date{private:// 基本类型(内置类型)int _year = 2023;int _month = 4;int _day = 4;// 自定义类型Time _t;};int main(){Date d1;//构造函数// 用已经存在的d1拷贝构造d2,此处会调用Date类的拷贝构造函数// 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数,则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构造函数Date d2(d1);return 0;}
4.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。
5. 拷贝构造函数典型调用场景:
1.使用已存在对象创建新对象
2.函数参数类型为类类型对象
3.函数返回值类型为类类型对象
1.4赋值运算符重载
1.4.1运算符重载的概念
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)
运算符重载成全局函数,注意重载成全局函数时没有this指针了,需要给两个参数。
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2){return d1._year == d2._year && d1._month == d2._month&& d1._day == d2._day;}
但是这是全局的operator==,如何保证其封装性呢?
class Date{ public: Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1) {_year = year;_month = month;_day = day; }// bool operator==(Date* this, const Date& d2)// 这里需要注意的是,左操作数是this,指向调用函数的对象bool operator==(const Date& d2) {return _year == d2._year;&& _month == d2._month&& _day == d2._day; }private: int _year; int _month; int _day;};
注意:
1.不能通过连接其他符号来创建新的操作符:比如operator@。
2.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 " />1.4.2 赋值运算符重载:
1. 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:*this!=d1;
返回*this :要复合连续赋值的含义
2. 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。
3. 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:
1.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。
2.如果类中未涉及到资源管理,赋值运算符是否实现都可以;一旦涉及到资源管理则必须要实现。
1.4.3前置++和后置++重载
1. 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; }
2.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; }
1.5 const成员
将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数,const修饰类成员函数,实际修饰该成员函数 隐含的this指针,表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。
1.6 取地址及const取地址操作符重载
这两个默认成员函数一般不用重新定义 ,编译器默认会生成。
这两个运算符一般不需要重载,使用编译器生成的默认取地址的重载即可,只有特殊情况,才需 要重载,比如想让别人获取到指定的内容!
Date* operator&() { return this ; } const Date* operator&()const { return this ; }
2.初始化列表
初始化列表:以一个冒号开始,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。
Date(int year, int month, int day) : _year(2023) , _month(4) , _day(4) {}
注意:
1. 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)
2. 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)
3.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。
4. 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
2.1 explicit关键字
构造函数不仅可以构造与初始化对象,对于单个参数或者除第一个参数无默认值其余均有默认值 的构造函数,还具有类型转换的作用。
以下是C++11规定的多参数构造函数的隐式类型转换的举例
单参构造函数同理
using namespace std;class A {public:A(int a, int b,int c): _year ( a),_month (b),_day (c){}A(const A& a){cout << "const A& " << endl;}private:int _year;int _month;int _day;};int main(){A a = {1,2,3};}
1. 单参/多参 构造函数,没有使用explicit修饰,具有类型转换作用
explicit修饰构造函数,禁止类型转换
3. static成员
3.1 概念:
声明为static的类成员称为类的静态成员,用static修饰的成员变量,称之为静态成员变量;用 static修饰的成员函数,称之为静态成员函数。静态成员变量一定要在类外进行初始化 面试题:实现一个类,计算程序中创建出了多少个类对象。
3.2 特性
1. 静态成员为所有类对象所共享,不属于某个具体的对象,存放在静态区
2. 静态成员变量必须在类外定义,定义时不添加static关键字,类中只是声明
3. 类静态成员即可用 类名::静态成员 或者 对象.静态成员 来访问
4. 静态成员函数没有隐藏的this指针,不能访问任何非静态成员
5. 静态成员也是类的成员,受public、protected、private 访问限定符的限定
1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗?不可以
2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗?可以
例题:求1+2+3+...+n,要求不能使用乘除法、for、while、if、else、switch、case等关键字及条件判断语句(A" />using namespace std;class Sum{public:Sum(){_sum += _n;++_n;}static int GetSum(){return _sum;}private:static int _n;static int _sum;};class Solution {public:int Sum_Solution(int n) {Sum* p = new Sum[n];return Sum::GetSum();}~Solution(){cout << "~Solution()" << endl;}};int Sum::_n = 1;int Sum::_sum = 0;int main(){cout << Solution().Sum_Solution(100) << endl;}
不使用静态成员变量
class Solution {public:int Sum_Solution(int n) {//通过与运算判断n是否为正数,以结束递归n && (n += Sum_Solution(n - 1));return n;}};
4. 内部类
概念:如果一个类定义在另一个类的内部,这个内部类就叫做内部类。内部类是一个独立的类, 它不属于外部类,更不能通过外部类的对象去访问内部类的成员。外部类对内部类没有任何优越 的访问权限。
注意:内部类就是外部类的友元类,参见友元类的定义,内部类可以通过外部类的对象参数来访 问外部类中的所有成员。但是外部类不是内部类的友元。
特性:
1. 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。
2. 注意内部类可以直接访问外部类中的static成员,不需要外部类的对象/类名。
3. sizeof(外部类)=外部类,和内部类没有任何关系。
对上面例题进行内部类封装
class Solution {public:class Sum {public:Sum() {_sum += _n;++_n;}static int GetSum() {return _sum;}};int Sum_Solution(int n) {Sum* p = new Sum[n];return Sum::GetSum();}~Solution() {cout << "~Solution()" << endl;}private:static int _n;static int _sum;};int Solution::_n = 1;int Solution::_sum = 0;
5.拷贝对象时的一些编译器优化
在传参和传返回值的过程中,一般编译器会做一些优化,减少对象的拷贝,这个在一些场景下还 是非常有用的。
5.1对象返回的总结
1.接受返回值的对象,尽量使用拷贝构造方式接收,不要赋值接收。
2.函数中返回对象时尽量返回匿名对象。
5.2函数传参的总结
尽量使用const &传参。
6.匿名对象
但是我们可以这么定义匿名对象,匿名对象的特点不用取名字, 但是他的生命周期只有这一行
cout << Solution().Sum_Solution(100) << endl;