C++类和对象(2)

类的默认成员函数

类的6个默认成员函数:构造函数、析构函数、拷贝构造函数、赋值运算符重载、取地址& 及 const取地址 操作符重载。

默认成员函数:用户可以实现,但当不显式实现时,编译器会自动生成的成员函数。

构造函数

class A {
public:
	A() {
		_a = 6;
	}
	A(int x) {
		_a = x;
	}
private:
	int _a;
};

定义:与类名同名,创建类类型的对象时,编译器自动调用,用来初始化对象。且构造函数没有返回值,可以重载。

注意:C++将类型分为内置类型(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。

对内置类型,默认构造函数不作处理;

对自定义类型,调用这个自定义类型的构造函数。

析构函数

class A {
public:
	~A() {
		_a = 0;	// 实际上可以什么都不做,因为局部变量出了作用域会被销毁
	}
private:
	int _a;
};

定义: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。

析构函数名是在类名前加上字符 ~ ,无参数无返回值,若未显式定义,系统会自动生成默认的析构函数。

注:析构函数不能重载。并且如果对象中申请了资源,析构函数一定要显式定义,否则会造成内存泄漏等问题。

拷贝构造函数

class A {
public:
	A(const A& a1) {
		this->_a = a1._a;
	}
private:
	int _a;
};

定义: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。

另外,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, 因为在传值传参时,又会再次调用拷贝构造函数,自己调用自己会引发无穷递归调用。

class A {
public:
	A(const A a1) {    // 会引发无穷递归
		this->_a = a1._a;
	}
private:
	int _a;
};

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。

所以,一旦类中涉及到资源的申请等情况,需要显式定义拷贝构造函数进行深拷贝。

对于内置类型,默认的拷贝构造函数会进行值拷贝;

对于自定义类型,编译器会调用该自定义类型的拷贝构造函数。

赋值运算符重载

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。

函数原型:返回值类型 operator操作符(参数列表)

下面代码段分别重载了 += 运算符 和 赋值运算符,等于是自己为 A 这个类定义了一种新的运算符规则

class A {
public:
	A& operator+=(int x) {
		this->_a += x;
		return *this;
	}
private:
	int _a;
};
class A {
public:
	A& operator=(const A& a2) {
		this->_a = a2._a;
		return *this;
	}
private:
	int _a;
};

为什么赋值运算符的重载有返回值?因为内置类型的赋值运算符的返回值就是左操作数,也方便连续赋值的操作。

注:赋值运算符是只能重载成类的成员函数,而不能重载为全局函数。因为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。

与拷贝构造函数对比

共同点:赋值重载和拷贝构造,本质都是完成拷贝行为

区别:

赋值重载:是两个已经存在的对象之间的拷贝;

A a1;
A a2;
a1 = a2;

拷贝构造:一个已经存在的对象去初始化另一个需要创建的对象;

A a1;
A a2 = a1;
// 或
A a1;
A a2(a1);

前置++ 和 后置++ 的重载

前置++和后置++都是一元运算符,也就是说在重载时只需要一个参数。那么为了区分,让它们形成正确的重载,C++规定:后置++重载时多增加一个int类型的参数,但是调用时,不需要传递该int参数,编译器自动传递。

前置++的重载:

前置++ 返回的是+1之后的值,所以这里对成员变量+1之后,返回引用(因为出了这个函数作用域,对象依然存在)。

class A {
public:
	A& operator++() {
		this->_a += 1;
		return *this;
	}
private:
	int _a;
};

后置++的重载:

后置++ 返回的是+1之前的值,所以事先使用临时变量tmp保存+1之前的值,用来返回,这里返回没有使用引用返回,因为出了函数作用域,tmp局部对象已经销毁,返回的是tmp的一份具有常性的临时拷贝

class A {
public:
	A operator++() {
        A tmp = *this;
		this->_a += 1;
		return tmp;
	}
private:
	int _a;
};

const成员函数

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。

class A {
public:
	A& operator++() const {
		this->_a += 1;    // 这一句会报错,成员变量不能修改
	}
private:
	int _a;
};

取地址& 及 const取地址 操作符重载

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

class A {
public:
	A* operator&() {
		return this;
	}
	const A* operator&() const {
		return this;
	}
private:
	int _a;
};

本节思考:我们对默认成员函数的重载,都是为了自定义类型服务的,与内置类型无关。

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