C++四个默认成员函数&运算符重载

短命女 2022-06-13 09:40 281阅读 0赞

### **一：类和对象的基础知识：类的定义，访问限定符，面向对象封装性，对象的大小计算等等。（编译环境为VS2015）**  ###

> #### **面向对象程序设计**：概念：(Object Oriented Programming，缩写：OOP）是一种程序设计范型，同时也是一种程序开发的方法。对象指的是类的实例，将对象作为程序的基本单元，将程序和数据封装其中，以提高软件的重用性、灵活性和扩展性。 ####
> 
> #### **类**：类的基本思想是数据抽象和封装。类的接口包括用户所能执行的操作；类的实现则包括类的数据成员、负责接口实现的函数体以及定义类所需的各种私有函数。要想实现数据抽线和封装，就得先定义一个抽象数据类型。 ####
> 
> #### **访问限定符**：1.public(公有属性)；2.private(私有属性，默认情况下就为此属性)；3.protect（保护） ####

#### **注：** ####

#### 1. public成员可从类外部直接访问，private/protected成员不能从类外部直接访问； ####

#### 2. 每个限定符在类体中可使用多次，它的作用域是从该限定符出现开始到下一个限定符之前或类体结束前。 ####

#### 3. 类体中如果没有定义限定符，则默认为私有的。 ####

#### 4. 类的访问限定符体现了面向对象的封装性。 ####

#### **例：定义一个日期类** ####

![这里写图片描述][SouthEast]

> #### **公有的成员函数可以在类内声明类外定义，也可以在类内直接定义：** ####

class Date
    {
    public:
        void Display(); //类内声明
    private:
        int _year;
        int _month;
        int _day;
    };
    
    void Date::Display() //类外定义
    {
        cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    }

> #### **如何实例化一个对象？** ####

class Date
    {
    public:
        void Display();
    
    public:
        int _year;
        int _month;
        int _day;
    };
    
    int main()
    {
        Date d1;
        d1._year = 2017;
        d1._month = 7;
        d1._day = 4;
        //Date d1;
        //Date *date = &d1;
        //date->_year = 2017;
        //date->_month = 7;
        //date->_day = 4;
        system("pause");
        return 0;
    }

#### 1.类只是一个模型一样的东西，限定了类有哪些成员，定义出一个类并没有分配实际的内存空间来存储它。 ####

#### 2.一个类可以实例化出多个对象，实例化出的对象占用实际的物理空间存储类成员变量。 ####

> #### **一个空类的大小是几？** ####

#### 如果我们sizeof(Date)，出来的结果是12；但是如果这个类是空类呢？结果是多少？ ####

class AA {};
    
    int main()
    {
        int sz = sizeof(AA);
        cout << sz << endl;
        system("pause");
        return 0;
    }

#### 输出结果是**1**！ ####

#### 原因是编译器给空类分配了一个字节的大小用来**占位。** ####

#### **注：结构体内存对其规则：** ####

#### 1.第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。 ####

#### 2.其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。 ####

#### //对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。 ####

#### VS中默认的值为8 ####

#### gcc中的默认值为4 ####

#### 3.结构体总大小为最大对齐数（每个成员变量除了第一个成员都有一个对齐数）的整数倍。 ####

#### 4.如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。 ####

--------------------

### **2：类的四个默认成员函数及运算符重载相关知识** ###

> ### **构造函数**： ###
> 
> #### 成员变量为私有的，要对它们进行初始化，必须用一个公有成员函数来进行。同时这个函数应该有且仅在定义对象时自动执行一次，这时调用的函数称为构造函数（constructor） 。 ####

#### **构造函数是特殊的成员函数，其特征如下：** ####

#### 1. 函数名与类名相同。 ####

#### 2. 无返回值。 ####

#### 3. 对象构造（对象实例化）时系统自动调用对应的构造函数。 ####

#### 4. 构造函数可以重载。 ####

#### 5. 构造函数可以在类中定义，也可以在类外定义。 ####

#### 6. 如果类定义中没有给出构造函数，则C++编译器自动产生一个缺省的构造函数，但只要我们定义了一个构造函数，系统就不会自动生成缺省的构造函数。 ####

#### 7. 无参的构造函数和全缺省值的构造函数都认为是缺省构造函数，并且缺省的构造函数只能有一个。 ####

#### **例：我们平时最常用的就是全缺省值的构造函数，定义方式如下：** ####

Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
        {
            _year = year;
            _month = month;
            _day = day;
        }
        //在main函数中按照下面方式进行初始化
        //若不进行赋值，则采用缺省值为1900-1-1
        Date d1(2017, 7, 6)

> ### **析构函数：** ###
> 
> #### 当一个对象的生命周期结束时，C++编译系统会自动调用一个成员函数，这个特殊的成员函数即析构函数（destructor） ####

#### **其特征如下：** ####

#### 1. 析构函数在类名加上字符~。 ####

#### 2. 析构函数无参数无返回值。 ####

#### 3. 一个类有且只有一个析构函数。若未显示定义，系统会自动生成缺省的析构函数。 ####

#### 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. 注意析构函数体内并不是删除对象，而是做一些清理工作。 ####

#### **就好比下面这个例子，构造函数开辟了size个int类型大小的空间，在程序结束时我们就应该释放掉该内存空间，避免发生内存泄漏：** ####

class Array
    {
    public:
        Array(int size)
        {
            _ptr = new int[size];
        }
    
        ~Array()
        {
            if (_ptr)
            {
                delete[] _ptr;
            }
        }
    private:
        int* _ptr;
    };

> ### **拷贝构造** ###
> 
> #### 创建对象时使用同类对象来进行初始化，这时所用的构造函数称为拷贝构造函数（Copy Constructor），拷贝构造函数是特殊的构造函数。 ####

#### 例： ####

Date(const Date& d)
        {
            _year = d._year;
            _month = d._month;
            _day = d._day;
        }
    
        //Date d1(2017, 7, 4);
        // 下面两种用法都是调用拷贝构造函数，是等价的。
        //Date d2(d1); 
        //Date d2 = d1;

#### **特征** ####

#### 1. 拷贝构造函数其实是一个构造函数的重载。 ####

#### 2. 拷贝构造函数的参数必须使用引用传参，使用传值方式会引发无穷递归调用。 ####

#### 3. 若未显示定义，系统会默认缺省的拷贝构造函数。缺省的拷贝构造函数会，依次拷贝类成员进行初始化。 ####

> ### **赋值运算符重载** ###
> 
> #### 拷贝构造函数是创建的对象，使用一个已有对象来初始化这个准备创建的对象。赋值运算符的重载是对一个已存在的对象进行拷贝赋值。 ####
> 
> #### **5个C++不能重载的运算符: .\*/::/sizeof/?:/.** ####

Date& operator = (const Date& d)
        {
            if (this != &d)//防止重复赋值
            {
                this->_year = d._year;
                this->_month = d._month;
                this->_day = d._day;
            }
            return *this;
        }
    
        void Test()
        {
            Date d1(2017, 7, 4);
            //拷贝构造
            Date d2(d1);
            //赋值运算符重载
            Date d3;
            d3 = d1;
        }

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### **3：关于隐含的this指针以及对运算符重载背后做的事情。** ###

> ### **隐含的this指针** ###
> 
> #### 1. 每个成员函数都有一个指针形参，它的名字是固定的，称为this指针，this指针是隐式的。(构造函数比较特殊，没有这个隐含this形参) ####
> 
> #### 2. 编译器会对成员函数进行处理，在对象调用成员函数时，对象地址作实参传递给成员函数的第一个形参this指针。 ####
> 
> #### 3. this指针是成员函数隐含指针形参，是编译器自己处理的，我们不能在成员函数的形参中添加this指针的参数定义，也不能在调用时显示传递对象的地址给this指针。 ####

#### **例一：在拷贝构造函数中this所做的事情** ####

![拷贝构造函数中的this][this]

#### **例二：在运算符重载中this做的事情** ####

![运算符重载中this做的事情][this 1]

[SouthEast]: /images/20220613/f5ef38b7fd35478e802688199c0adeec.png
[this]: /images/20220613/543684040f2b4a78b4444239e729c011.png
[this 1]: /images/20220613/d15b2c3cbdd148cb9fa64c71f260391f.png