【c++初阶】类与对象（中）

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🍋类与对象

• 🍑类的默认成员函数
• 🍑构造函数
• • 🍍定义
  • 🍍特点
  • 🍍实际用法
• 🍑析构函数
• • 🍍定义
  • 🍍特点
  • 🍍实际用法
• 🍑拷贝构造函数
• • 🍍定义
  • 🍍特点
  • 🍍实际用法
• 🍑赋值重载函数
• • 🍍运算符重载
  • • 🍌定义
    • 🍌特点
    • 🍌实际用法
  • 🍍赋值运算符重载
• 🍑取地址及const取地址操作符重载

🍑类的默认成员函数

上一个篇章，我讲解了类的基本概念和一些简单的语法，今天我就来讲解类中重要的几个成员函数，这几个成员函数，在我们今后学习过程对我们有非常大的重用，今天就单独拿出来，详细的为大家讲解。

类里面大致有六个成员函数：

1. 初始化和清理：起初始化作用的成员函数，是构造函数。起清理作用的成员函数，是析构函数。

2. 拷贝赋值：起拷贝作用的成员函数，是拷贝函数。起赋值作用的成员函数，是赋值重载。赋值重载又分为运算符重载和函数重载。

3. 取地址重载： 大家可以按照字面意思理解。

🍑构造函数

🍍定义

构造函数是一种特殊的方法，主要用于在创建对象时初始化对象，即为对象成员变量赋初始值，总与new运算符一起使用在创建对象的语句中。构造函数的名称应与类的名称完全相同，它不具有任何类型，也没有返回值。构造函数的主要目的是在创建对象时执行一些初始化操作，确保对象在创建时处于正确的状态。

构造函数是一个特殊的成员函数，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看空间创建对象，而是初始化对象。

🍍特点

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。
5. 构造函数可以带参数，这使得程序员能够在创建对象时提供初始值，这种带参数的构造被称为带参构造函数。
7. 如果在类中没有显示定义构造函数，系统会自动提供一个默认构造函数，这个默认构造函数不会执行任何操作，所有的成员变量都将使用其默认值进行初始化。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：
8. 我们不写构造函数，编译器默认生成的那个函数，叫默认构造函数。
9. 无参构造函数也可以叫默认构造函数。
10. 全缺省函数也可以叫默认构造函数。

默认构造还有一个缺陷：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/double等等，自定义类型就是我们自己根据语法规则重新定义的class/struct等等。系统只会处理自定义类型，而不会处理内置类型成员。但是在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。

🍍实际用法

1. 现在我们根据上面构造函数的特点实际用代码给大家演示：

构造函数名称与类名相同，且无返回值。

构造函数可以重载，在这里也就是一个带参数，一个不带参数。

2. 调用无参构造函数时，对象后面不用跟括号，否则就成了函数声明。

如：

这样写就不是调用该函数了，只是声明了v3函数，该函数无参，返回一个Add类型的对象。

3. 现在针对默认构造解释：

在类中没有显示定义时，从上图中可以看出left和right是随机值。这是系统默认生成了默认构造。

上图中，程序成功运行，也就是说全缺省构造函数也是相当于默认构造函数，但是半缺省不是默认构造函数。

当有显示定义构造后，系统就不会生成默认的构造函数，这里就会报错。

7. 上面在构造函数特点中写到，“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。”

在C++11中类里面自定义类型可以在声明时赋初值但是自定义类型还不可以。

🍑析构函数

🍍定义

析构函数是C++中的一个特殊成员函数，它在对象的生命周期结束时自动被调用。析构函数的主要任务是释放对象在生命周期中可能获取的所有资源，如动态分配的内存等等。

析构函数与构造函数的功能相反，。析构函数不是完成对象本身的销毁。局部对象销毁工作时由编译器完成，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

🍍特点

1. 析构函数名与类名相同，只不过需要在名前加字符~。
2. 无参数和无返回值。
3. 一个类只能有一个析构函数，若未显示定义，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++编译系统自动调用析构函数。
5. 析构函数的执行顺序与构造函数相反。首先构造的对象，最后析构，最后构造的对象，首先析构。

🍍实际用法

1. 普通写法：

这是普通函数的写法，没有涉及到空间的释放。当然也可以不写。没有空间使用时，都可以使用系统提供的默认析构函数就可以了。

2. 有空间释放的析构函数的写法：
   
   这就是栈中析构函数的写法。

3. 析构函数与构造函数的执行顺序：

大家从上图中应该就可以看出，析构函数和构造函数的执行顺序是相反。

🍑拷贝构造函数

🍍定义

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作为现有对象的副本。

拷贝构造函数大家可以从字面来理解，什么是拷贝，不就是复制吗，专业语就是赋值，下面会为大家详细解释。

拷贝构造函数只有单个形参，该形参是对本类型对象的引用（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。

但是需要注意的是拷贝有深拷贝和浅拷贝。大致的说就是有部分开了空间，就需要深拷贝。没有开空间就只要浅拷贝。

🍍特点

1. 拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。
2. 无返回值但有一个参数。
3. 拷贝分为浅拷贝和深拷贝。
4. 每个类都存在拷贝构造函数，尽管不显示定义，编译器会提供默认的拷贝构造函数。
5. 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，因为会引起无限递归

🍍实际用法

1. 浅拷贝，也就是没有占用空间：

该类中拷贝构造就如上图所写，拷贝构造有两种写法。

2. 深拷贝，占用空间：

典型的拷贝构造函数，就是栈中的拷贝构造函数，由于栈是占用空间的，它的拷贝构造是一定会深拷贝。

当然还有一种特殊的情况，就是队列，队列虽然也占用了空间，但是实际上它是调用栈的拷贝构造函数，大家有兴趣可以去试试。

3. 传值引发的无限递归拷贝：

错误写法就是传值拷贝，会引发无限递归。

过程：

值传递是会调用拷贝构造。

传值拷贝本身并不会直接导致程序无限递归，无限递归是由于函数不断的调用自身，且没有适当结束的条件，就形成了无限递归。

为了防止这种错误，拷贝构造必须使用指针或者引用，不过现在常用的是引用，很少指针。

总结：

1. 内置类型成员完成值拷贝。
2. 自定义类型成员调用这个成员的拷贝构造（前提是有一个成员的拷贝构造，如：队列调用栈的拷贝构造）。
3. 顺序表、链表、二叉树等等的类，都需要深拷贝。

🍑赋值重载函数

🍍运算符重载

🍌定义

运算符重载是C++中一项强大的特性，它允许程序员重新定义或重载大部分C++内置的运算符，以便它们能用于用户自定义的类型。通过运算符重载，可以使自定义类型的对象像内置类型一样使用运算符，从而提高代码的可读性和易用性。

🍌特点

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
3. 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。
4. 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
5. （.* :: sizeof ? : .） ， 注意以上5个运算符不能重载。这个经常在笔试选择题中出现。

🍌实际用法

1. 内置类型对象可以直接使用各种运算符，内置类型都是简单类型。

2. 自定义类型需要用关键字才能用运算符：

下面那种是operator不放在类里面的写法，不过operator基本都写在类里面，所以还有一种写法：

当然不仅仅只有这一种，还有减法等等。

大家从程序执行结果来看运算符==是看两者是否相等，相等返回1，不相等返回0。而<和>也是同样如此。返回的都是布尔值。

实际上operator是一个函数，如:

这就是operator在类中的写法。

有的人可能会问传过去的不是两个参数吗，为什么在operator中只接收了一个参数？问出这个问题的可能是忘了C++中的this指针，this指针已经指向了第一个参数，所以不用传第一个参数过去。

🍍赋值运算符重载

1. 参数类型：const T&，传递引用可以提高传参效率
2. 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
3. 检测是否自己给自己赋值
4. 返回*this ：要复合连续赋值的含义

上图中就是赋值运算符重载的写法。

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，否则就要传同等数量的参数了。

在前面有写了默认构造函数和默认析构函数等等，这里赋值运算符重载，也是有相关默认赋值运算符重载，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，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。对于一些没有涉及到资源管理的可以用系统默认的赋值运算符重载，而涉及到的就必须自己重新写，比如栈等等。

🍑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！

本次所写到的六个类的默认成员函数的知识点，到此就写完了，如果有些知识点我写的有误或者没写到，欢迎大家指正！！！