类和对象（中上）

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。
空类中真的什么都没有吗？并不是，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

class Date {
    };

 
 

2. 构造函数

大部分的类都需要自己写构造函数
只有像myqueue这样的类不需要写显示构造函数
每个类最好都要提供默认构造函数

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(2022, 7, 5);
	d1.Print();

	Date d2;
	d2.Init(2022, 7, 6);
	d2.Print();

	return 0;
}
//运行时奔溃了，是因为没有初始化
//C语言调用Init初始化可能会忘记，导致奔溃或出现随机值
//C++ 构造函数 ——保证初始化

 
 

2.1概念

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

 

2.2特征

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。

1. 函数名与类名相同。
2. 无返回值。（也不用写void）
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;
		_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，否则就成了函数声明
	// 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();
}

 
 
练习：栈的构造函数

typedef int DataType;
class Stack
{
    
public:
	Stack(int capacity)//构造函数
	{
    
		cout << "Stack(int capacity = 4)" << endl;
		_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType)*capacity);
		if (NULL == _array)
		{
    
			perror("malloc申请空间失败!!!");
			return;
		}

		_size = 0;
		_capacity = capacity;
	}

	void Push(DataType data)
	{
    
		// CheckCapacity();
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}
private:
	DataType* _array;
	int _capacity;
	int _size;
};

int main()
{
    
    Stack st;
    st.Push(0);
    st.Push(1);
    return 0;
}

 
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
 

class Date
{
    
public:
/* // 如果用户显式定义了构造函数，编译器将不再生成 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()
{
    
// 将Date类中构造函数屏蔽后，代码可以通过编译，因为编译器生成了一个无参的默认构造函数
// 将Date类中构造函数放开，代码编译失败，因为一旦显式定义任何构造函数，编译器将不再生
成
// 无参构造函数，放开后报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用
Date d1;
return 0;
}

 
 

6.构造函数并不开空间
C++将类型分为两种：
内置类型（基本原生类型）：int double char 指针
自动类型：struct class

默认生成构造函数：
内置类型成员不做处理
自定义类型成员回去调用他（自定义类型成员变量）的默认构造函数
 

class Date
{
    
public:
	// 不写 默认生成构造函数
private:
	int _year = 1;
	int _month = 1;
	int _day = 1;

	//Time* _t; // 指针都是内置类型
	Time _t;
};

int main()
{
    
	Date d1;//调用构造函数初始化，只能调用默认构造函数

	return 0;
}

对于这样的类才有价值
class MyQueue
{
    
    private:
        Stack _st1;
        Stack _st2;
};

int main()
{
    
    MyQueue q;
    
    return 0;
}

这是c++早期设计的一个缺陷，默认生成构造函数，本来应该和内置类型也一并处理

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

总结：
一般的类都不会让编译器默认生成构造函数，都是自己写。写一个全缺省，非常好用

特殊情况下才会默认生成

class MyQueue {
    
public:
	void push(int x) {
    }
	//...
private:
	size_t _size = 0;
	Stack _st1;
	Stack _st2;
};

int main()
{
    
	Date d1;
	// MyQueue 用默认生成构造函数就挺好，不需要显示写
	MyQueue q;

	return 0;
}

7. 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

默认构造函数有三类：特点——不传参数就可以调用

• 我们不写，编译器自动生成
• 我们自己写的，全缺省构造函数
• 我们自己写的，无参构造函数

using namespace std;

class Date
{
public:
	// 1.无参构造函数
	Date()
	{}

	// 2.带参构造函数（最好的方式——提供全缺省）
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	//这两个函数可以同时存在，不过调用的时候会产生歧义——二义性
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	//Date d1; // 调用存在歧义/二义性
	Date d2(2022, 7, 23);

	return 0;
}

 
 

3.析构函数

一些类需要显示写析构函数，比如：stack，queue
一些类不需要显示写析构函数。a.date这类，没有资源需要清理 b.myqueue也可以不写，默认生成的就可以

 

3.1 概念

通过前面构造函数的学习，我们知道一个对象是怎么来的，那一个对象又是怎么没呢的？

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。
生命周期，函数结束就会自动销毁了

 

3.2 特性

析构函数是特殊的成员函数，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（没有参数就不会构成重载了）。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. 默认生成的析构函数特点：

• 跟构造函数类似，内置函数不处理，
• 自定义类型成员回去调用他的析构函数

class Date
{
    
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
    
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	// 不需要写，默认生成就够用。但是默认生成的也没做什么事情
	//~Date()//~按位取反
	//{
    
	// //~Date()没有什么需要清理
	// cout << "~Date()" << endl;
	//}

	
private:
	int _year = 1;
	int _month = 1;
	int _day = 1;
};

typedef int DataType;
class Stack
{
    
public:
	Stack(size_t capacity = 3)
	{
    
		_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType)* capacity);
		if (NULL == _array)
		{
    
			perror("malloc申请空间失败!!!");
			return;
		}

		_capacity = capacity;
		_size = 0;
	}

	void Push(DataType data)
	{
    
		// CheckCapacity();
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}

	// 需要显示写，手动明释放资源，不释放会内存泄漏
	//析构函数是特殊函数，写了之后会自动调用
	~Stack()
	{
    
		cout << "~Stack()->" << _array << endl;
		free(_array);
		_capacity = _size = 0;
		_array = nullptr;
	}
private:
	DataType* _array;
	int _capacity;
	int _size;
};

class MyQueue {
    
public:
	void push(int x) {
    }
	//...

	// 不需要写，默认生成就够用。但是默认生成对于Stack自定义成员，调用Stack析构函数
private:
	size_t _size = 0;
	Stack _st1;
	Stack _st2;
};

void func()
{
    
	Date d;
	Stack st;
	MyQueue q;
}

int main()
{
    
	func();

	return 0;
}

 

6.分为三类：

• 不需要写 date日期类
• 需要写 stack queue List SeqList binarytree
• 需要写但可以默认生成 myqueue（两个栈实现队列）

7. 析构的顺序

class A
{
    
public:
	A(int a = 0)
	{
    
      _a = a;
		cout << "A(int a = 0)->" <<_a<< endl;
	}

	~A()
	{
    
		cout << "~A()->" <<_a<<endl;
	}
private:
	int _a;
};




int main()
{
    
	A aa1(1);
	A aa2(2);

	return 0;
}

先定义的先构造 后定义的先析构

栈帧和栈里面的对象都要符合：后进先出

 A aa3(3);
int main()
{
    
    static A aa0(0);

	A aa1(1);
	A aa2(2);
 static A aa4(4);

	return 0;
}

全局的最先初始化，局部和静态是第一次运行进入main函数的时候初始化所以是按顺序来的

1 2 是在栈帧里的
0 4 在局部静态区
3是在去全局
析构大方向是先栈帧然后局部静态最后全局 遵循后进先出
每个部分里面也是遵循后进先出

 
 

A aa3(3);

void f()
{
    
	static int i = 0;
	static A aa0(0);
	A aa1(1);
	A aa2(2);
	static A aa4(4);
}

// 构造顺序：3 0 1 2 4 1 2
// 析构顺序：~2 ~1 ~2 ~1 ~4 ~0 ~3

int main()
{
    
	f();
	f();//两次调用

	return 0;
}

第二次调用的时候静态就不会再构造了
而且第一次调用之后静态和全局也不会析构，直到第二次调完才会析构

 
 

4. 拷贝构造函数

一些类需要显示写拷贝额赋值，比如stack，queue
一些类不需要显示写拷贝和赋值。a.date这样的类，默认生成就会完成值拷贝/浅拷贝 b.比如myqueue这样的类，默认生成就会调用他的自定义类型成员stack的拷贝和赋值

4.1 概念

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。

 

4.2 特征

拷贝构造函数也是特殊的成员函数，其特征如下：

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

传值传参和传引用传参：

• 传值传参：d是d1的拷贝，形参是实参的拷贝 会在get1函数中开辟一个新的空间吧d1拿过去
• 传引用传参：d是d1的别名 公用一块空间，只不过取了不同的名字 是为自定义类型准备的

void get1(Date d)
{
    }

void get2(Date& d)
{
    }

void func()
{
    
    get1(d1);
    get2(d1);
}

传参就是一个拷贝构造

传值返回和传引用返回：

A func3()
{
    
	static A aa(3);
	return aa;//返回aa的拷贝
}

A& func4()
{
    
	static A aa(4);
	return aa;//返回的是aa的别名
}

int main()
{
    

	func3();//析构的也是拷贝的对象
	cout << endl << endl;
	func4();

	

	return 0;
}

需要注意的是，如果aa出来func4的作用域就销毁了，那么引用返回是有问题的

 
 

class Date
{
    
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
    
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	
	//1.引用传参
	Date(const Date& d)
	{
    
		cout << "Date(Date& d)" << endl;
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
  
   //写反了——用const避免这种错误发生

		/*d._year = _year; d._month = _month; d._day = _day;*/
	}

	//2.指针——可以但是达不到想要的效果
	Date(Date* d)
	{
    
		cout << "Date(Date& d)" << endl;
		_year = d->_year;
		_month = d->_month;
		_day = d->_day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};



void func()
{
    
	Date d0;
	Date d1(2022, 7, 23);


	Date d2(d1);
	Date d3 = d1;

	Date d4(&d1);
	Date d5 = &d1;
// 内置类型
	int i = 0;
	int j = i;
 
 
 //拷贝场景：
 	// 1 3 2 6 7 打印一下路径值 下标路径
	Stack path;
	Stack copy(path);
	while (!copy.Empty())
	{
    
		cout << copy.Top() << endl;
		copy.Pop();
	}
 }



int main()
{
    
	func();

	return 0;
}

 

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memcpy

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
自定义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的
 

4**.浅拷贝**：
一个对象修改会影响另一个对象会析构两次，程序会崩溃
解决方式：自己实现深拷贝

注意：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：

• 使用已存在对象创建新对象
• 函数参数类型为类类型对象
• 函数返回值类型为类类型对象