本文是接续文章类与对象（上）的。

一、类的六个默认成员函数

如果一个类中什么成员都没有，则称这个类为空类，但空类中并不是什么都没有，而是存在六个默认成员函数（用户没有显式实现，编译器会生成的成员函数）。即任何类在什么都不写的情况下，编译器会自动生成六个默认成员函数。

• 构造函数：主要完成初始化工作。
• 析构函数：主要完成清理工作。
• 拷贝构造：使用同类对象初始化创建一个新的对象。
• 赋值重载：主要是把一个对象赋值给另一个对象。
• 两个取地址重载：主要是普通对象和const对象取地址，这两个很少会自己实现，因为编译器默认生成的就够用了。

二、构造函数

1、概念

构造函数是一个特殊的成员函数，它的函数名与类名相同，当创建类类型对象时，编译器会自动调用这个函数，以保证每个数据成员都有一个合适的初始值，并且在对象的整个生命周期内只调用一次。

2、代码

class Date
{
public://Date()			//无参构造函数//{}Date(int year = 2023, int month = 8, int day = 17)			//全缺省构造函数{_year = year;_month = month;_day = day;}
private:int _year = 1;int _month = 1;int _day = 1;
};

3、特点

• 构造函数虽然有构造两个字，但是构造函数的主要任务并不是开辟空间创建对象，而是初始化对象。
• 构造函数的函数名与类名相同、无返回值类型、对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数、可以重载。
• 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；如果用户显式定义了构造函数，则编译器将不再生成。
• C++11中针对内置类型成员不初始化的缺陷打了一个补丁，即内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值（缺省值）。如上方代码中private修饰的成员变量。
• 无参构造函数、全缺省构造函数、我们没显式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（不用传参数就可以调用的），但类中的默认构造函数只能有一个。

4、编译器生成的默认构造函数的作用

（1）内置类型（基本类型）和自定义类型的概念

内置类型：语言提供的数据类型，如：int、char、double等等。
自定义类型：我们使用class、struct、union等等，自己定义的类型。

（2）作用

编译器生成的默认构造函数在进行初始化时，对内置类型不做处理，而对自定义类型会去调用它（这个自定义类型）的默认构造函数。

（3）代码

class Time
{
public:Time(){_hour = 0;_minute = 0;_second = 0;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};class Date
{
public:
private://内置类型（基本类型）int _year;int _month;int _day;// 自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d;return 0;
}

（4）运行结果

三、析构函数

1、概念

析构函数与构造函数的功能相反，析构函数不是完成对对象本身的销毁，因为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。

2、特点

• 析构函数的函数名是在类名前加上字符~，它无参数且无返回值类型。
• 一个类中只能有一个析构函数且不能重载。若未显式定义，系统会自动生成默认的析构函数。
• 对象生命周期结束时，C++编译系统系统会自动调用析构函数。
• 编译器生成的默认析构函数与构造函数一样，内置类型不做处理，自定义类型会去调用它的析构函数。
• 如果类中没有申请资源（在堆上开辟空间），这个类的析构函数可以不写，编译器生成的默认析构函数就够用了，比如Date类；但如果类中有资源申请时，一定要写，否则会造成资源泄漏（内存泄漏），比如Stack类（参见栈与队列）。

3、代码

typedef int DataType;
class Stack
{
public://构造函数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){_array[_size] = data;_size++;}// 其他方法...~Stack(){if (_array){free(_array);_array = NULL;_capacity = 0;_size = 0;}}
private:DataType* _array;int _capacity;int _size;
};class MyQueue
{
public:
private:Stack st1;Stack st2;
};int main()
{MyQueue mq;return 0;
}

• MyQueue类中有两个Stack类的自定义类型，MyQueue类中可以不用析构函数，但Stack类需要析构函数，否则会造成内存泄漏。

四、拷贝构造函数

1、概念

在创建对象时，创建一个与已存在对象一某一样的新对象。

2、函数形式

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。

3、简单使用

class Date
{
public:Date(int year = 2023, int month = 8, int day = 17){_year = year;_month = month;_day = day;cout << "Date(int year = 2023, int month = 8, int day = 17)" << endl;}Date(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;cout << "Date(const Date& d):" << &d << endl;}~Date(){cout << "~Date():" << this << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1(2023, 8, 19);Date d2(d1);return 0;
}

4、运行结果

5、特点

• 拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。
• 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，使用传值方式时，编译器会报错，因为会引发无穷递归调用。
• 若未显式定义，编译器会生成默认的拷贝构造函数。当使用拷贝构造函数创建对象时会调用这个拷贝构造函数，而它会按照字节序的方式完成拷贝，这种拷贝叫做浅拷贝，或者值拷贝。而自定义类型则会调用其（自定义类型）拷贝构造函数完成拷贝。
• 类中如果没有涉及资源申请（在堆上开辟空间）时，拷贝构造函数有没有写都无所谓；但如果涉及到资源申请时，则拷贝构造函数一定要写且需写为深拷贝，否则就是浅拷贝，程序会出问题。

6、拷贝构造函数使用传值方式

（1）代码

class Date
{
public:Date(int year = 2023, int month = 8, int day = 17){_year = year;_month = month;_day = day;cout << "Date(int year = 2023, int month = 8, int day = 17)" << endl;}Date(const Date d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;cout << "Date(const Date& d):" << &d << endl;}~Date(){cout << "~Date():" << this << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1(2023, 8, 19);Date d2(d1);return 0;
}

（2）图解

7、拷贝构造函数使用浅拷贝引发的错误

（1）代码

int main()
{Stack st1;st1.Push(1);st1.Push(2);st1.Push(3);st1.Push(4);Stack st2(st1);return 0;
}

• Stack类参见上方析构函数代码。

（2）错误原因

• 因为类中没有显式的拷贝构造函数，所以编译器会生成一个默认的拷贝构造函数。
• 当使用拷贝构造函数创建对象时，会按照字节序的方式完成拷贝，即浅拷贝。此时，使用拷贝构造函数生成的对象（st2）与已存在且作为拷贝构造函数参数的对象（st1），它们的_array将指向同一块空间，即对象st1的_array指向的空间。
• 当函数结束时，编译器会自动调用它们的析构函数，当st1对象析构完时是不会报错的，但此时st1的_array指向的空间已经被释放了，而st2也要调用它的析构函数，它的_array也要进行释放，这会导致_array指向的空间被释放两次而导致程序崩溃。

8、使用拷贝构造函数的场景

• 使用已存在的对象创建新对象。
• 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。

五、运算符重载

1、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，它具有返回值类型，函数名以及参数列表，其返回值类型和参数列表与普通的函数类似。

• 运算符重载的函数名：关键字operator后面接需要重载的运算符符号。
• 运算符重载的函数原型：返回值类型 operator操作符(参数列表)。

2、注意

• 不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@ 。
• 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，其形参列表的形参会比操作数数量少一个，因为成员函数的第一个参数为隐藏的this。
• .* :: sizeof ?: . 这5个运算符不能重载。

3、赋值运算符重载

（1）重载格式

形式参数类型：const 类类型&，形式参数使用引用可以提高传参的效率。
返回值类型：类类型&，返回值类型使用引用可以提高返回的效率，有返回值的目的是为了支持连续赋值。

（2）代码

//Date.h
class Date
{
public:// 全缺省的构造函数Date(int year = 2023, int month = 8, int day = 20){if (month < 1 || month > 12|| day < 1 || day > GetMonthDay(year, month)){cout << "非法日期" << endl;}_year = year;_month = month;_day = day;}Date& operator=(const Date& d);
private:int _year;int _month;int _day;
};//Date.cpp
Date& Date::operator=(const Date& d)
{if (this != &d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}return *this;
}//赋值运算符重载测试代码
int main()
{Date d3(2023, 8, 21);Date d4, d5;d5 = d4 = d3;return 0;
}

• Date类中的全缺省的构造函数中可以加上里面的if判断语句，当输入的日期是错误的时，会输出错误信息而不是继续进行。
• 赋值运算符重载实现的代码中加上if判断语句，当进行赋值的两个元素是同一个对象时不进行任何操作，因为无意义。
• 赋值运算符重载实现的代码中返回*this是要达成连续赋值的要求。
• 赋值运算符只能重载成类的成员函数而不能重载成全局函数，因为重载成全局函数时就没有this指针了，需要给两个参数，而这样会使使用赋值运算符时变得麻烦；再者，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，就会和编译器在类中生成的默认赋值运算符重载起冲突。
• 当用户没有显式实现赋值运算符时，编译器会生成一个默认的赋值运算符重载，以值的方式逐字节拷贝。此时，内置类型成员变量是直接进行赋值的，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。
• 如果类中没有涉及到资源管理（在堆上开辟空间），则这个类的赋值运算符是否显式实现都无所谓；但当涉及到资源管理时，则必须要显式实现且需为深赋值，否则会出现一些问题。

4、运算符重载和函数重载

• 运算符重载：让自定义类型对象可以使用运算符。当使用运算符时转换成调用这个重载函数。
• 函数重载：支持函数名相同的函数同时存在。
• 运算符重载和函数重载虽然都有重载这个词，但是他们之间没有必然的联系。

六、const成员

1、概念

被const修饰的“成员函数”称之为const成员函数，当const修饰类成员函数时，实际修饰的是该成员函数形参列表中隐含的this指针形参，表明在该成员函数中不能对this指向的类的任何成员进行修改。

2、代码

#include<iostream>
using namespace std;class Date
{
public:Date(int year = 2023, int month = 8, int day = 22){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << "Print()" << endl;cout << _year << " " << _month << " " << _day << endl;}//实际的参数：void Print(const Date* const this)void Print() const{cout << "Print()const" << endl;cout << _year << " " << _month << " " << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1;const Date d2;d1.Print();d2.Print();return 0;
}

3、运行结果

• 使用const修饰成员函数时，修饰的是this指向的对象，保证了该成员函数内部不会修改this指向的对象的成员变量，此时const对象和非const对象都可以调用这个成员函数。
• 没有被const修饰的对象是可以调用const修饰的成员函数的，只是对象的权限缩小了，从可以修改变成不能修改。
• 被const修饰的对象不能调用没有被const修饰的成员函数，因为对象的权限放大了，即从不可以修改变成可以修改。

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