详解C++中类的六大默认成员函数

目录

• 一、类的默认成员函数
• 二、构造函数Date(形参列表)
• 1、构造函数的函数名和返回值
• 2、构造函数的调用
• 3、构造函数的重载
• 4、系统生成的默认构造函数
• 5、系统生成的默认构造函数的作用
• 6、可以在内置类型的成员变量的声明中给缺省值
• 7、初始化列表初始化
• 8、单参数构造(C++98)、多参数构造(C++11)
• 三、析构函数~Date()
• 1、析构函数的函数名、参数和返回值
• 2、析构函数的特点
• 3、编译器生成的默认析构函数
• 四、拷贝构造Date(const Date& d)
• 五、赋值运算符重载Date& operator=(const Date& d )
• 六、取地址操作符重载和const取地址操作符重载

一、类的默认成员函数

二、构造函数Date(形参列表)

构造函数主要完成初始化对象，相当于C语言阶段写的Init函数。

默认构造函数：无参的构造函数或全缺省的构造函数，二者只能存在一个，同时存在类中，调用时会出现二义性。

1、构造函数的函数名和返回值

构造函数的函数名和类名相同且无返回值

2、构造函数的调用

对象实例化时，编译器自动调用对应的构造函数且只调用一次

3、构造函数的重载

构造函数可以重载（多种初始化方式）注意：虽然全缺省和无参的构造函数构成重载，但是调用时存在二义性。

class Date
{
public:
	//构造函数的重载
	Date()
	{

	}
	Date(int year,int month,int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;//创建并通过无参构造函数初始化对象时，无需加括号，不然变成了函数声明
	Date d2(2022,9,23);
	return 0;
}

4、系统生成的默认构造函数

如果我们在类中不写构造函数，C++编译器会在类中帮我们生成一个无参的构造函数。我们写了构造函数，那么系统将不会生成。

我们构造对象并调用构造函数时，初始化的数据是随机值：

5、系统生成的默认构造函数的作用

系统生成默认构造函数对内置类型不处理，对自定义类型调用他的构造函数。

注意：下方代码中，Date类中的内置类型将会调用Date类中的构造函数；Date类中的Time _t将会调用Time类中的构造函数。

6、可以在内置类型的成员变量的声明中给缺省值

C++11中针对内置类型不处理初始化为随机值的问题，打了补丁：内置类型成员变量在类中声明可以给默认值，甚至可以给动态开辟的缺省值，缺点是不能判断空间是否开辟成功。

注意这里的默认值是缺省值，不是初始化。初始化是要等对象调用时才叫初始化。

class Date
{
private:
	int _year=1;
	int _month=2;
	int _day=3;
	int* arr = (int*)malloc(sizeof(int) * 5);
};

这个特性只能用于解决默认构造函数初始化为随机值的问题。这个特性不能解决对象的多种初始化方式（这也是构造函数支持重载的原因），构造函数该写还是得自己写。

7、初始化列表初始化

• 1、对象的每个成员变量是在初始化列表部分进行初始化，而函数体内的行为是对成员函数赋初值。
• 2、如果没有在初始化列表里显示初始化某个成员函数，对于内置类型，有缺省值用缺省值，无缺省值初始化为随机值；对于自定义类型将会调用它的默认构造函数，没有找到默认构造就会报错。
• 3、引用、const、无默认构造函数的自定义类型必须通过初始化列表初始化。
• 4、成员变量在类中声明次序就是其在初始化列表中的初始化顺序，与其在初始化列表中的先后次序无关。

Date(int year=1,int month=1,int day=1)//缺省值
    :_year(year)//成员变量的定义
    ,_month(month)
    ,_day(day)
{}//成员变量的赋初值

总结：尽量使用使用初始化列表进行初始化，在类中尽量提供默认构造函数（最好是全缺省的默认构造函数）

8、单参数构造(C++98)、多参数构造(C++11)

class Date
{
public:
	Date(int year=1,int month=1,int day=1)
		:_year(year)
		,_month(month)
		,_day(day)
	{}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	//单参数的构造，构造+拷贝，编译器直接优化为构造C++98
	Date d1 = 2022;
	//临时对象具有常性，构造+拷贝，编译器不会优化
	const Date& d2 = 2023;
	//多参数的构造C++11
	Date d3 = { 2022,10,16 };
	return 0;
}

• 1、在构造时，支持等号加参数的构造形式，实际上发生的是隐式类型转换。2022由int类型隐式类型转换为Date型的临时对象，该临时对象再将它的值拷贝构造给d1。
• 2、2023会隐式类型转换为Date类型的临时对象，具有常属性。d2是这个临时对象的引用，所以需要加上const。这里发生构造+拷贝构造，涉及临时对象的引用，所以编译器并不会发生优化。
• 3、可以使用explicit关键字修饰构造函数，会禁止隐式类型转换。

三、析构函数~Date()

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。资源包括动态开辟的空间，文件的关闭等。相当于C语言阶段写的destroy函数。

1、析构函数的函数名、参数和返回值

析构函数的函数名是类名前加~，无参无返回值类型。

2、析构函数的特点

一个类只能有一个析构函数。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

对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数

3、编译器生成的默认析构函数

对于编译器生成的默认析构函数，对自定义类型调用他的析构函数。对于内置类型，没有需要处理资源。

注意：Date类中的内置类型会调用Date类中的析构函数；Date类中的自定义类型Time _t会调用Time的析构函数。

四、拷贝构造Date(const Date& d)

1、拷贝构造函数是构造函数的重载

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。

拷贝构造函数的函数名和构造函数相同，无返回值，在参数上和构造函数构成重载。

2、拷贝构造函数的参数

拷贝构造函数的参数只有一个并且是类类型对象的引用。如果使用传值传参的方式进行拷贝构造，在传值的过程中实参需要拷贝一份数据给形参，这个过程需要调用拷贝构造。形成层层传值引发对象的拷贝的递归（有递无归）调用。

3、若未显式定义，编译器会生成默认的拷贝构造函数

默认的构造函数对于内置类型按照字节拷贝。对于自定义类型则调用它的拷贝构造函数。

4、拷贝构造函数的深浅拷贝

通过默认的拷贝构造函数构造的对象，按字节完成拷贝。这种拷贝被称为浅拷贝（值拷贝）。

int main()
{
	Date d1(2022,9,24);
	Date d2(d1);
    return 0;
}

对于内置类型，使用浅拷贝即可，系统默认生成的就可以做到，所以我们不用动手写拷贝构造函数。注意这里有d1,d2两个对象，当main函数生命周期结束时，这两个对象均会发生一次析构，d2先析构，d1后析构。（后定义的先销毁，类似栈的后进先出原则）

但是浅拷贝对于占用“资源”的成员变量时（例如成员变量中有动态开辟或fopen的资源），指针虽然复制了，但是所指向的内容却没有复制，析构时存在同一块空间被释放两次的问题。需要进行深拷贝。深拷贝的拷贝构造函数必须自己手动实现。

class Stack
{
public:
	Stack(int capacity=100)//构造函数
	{
		_capacity = capacity;
		_top = 0;
		_arr = (int*)malloc(sizeof(int) * 5);
		if (_arr == nullptr)
		{
			perror("malloc fail");
			exit(-1);
		}
	}
	//Stack(const Stack& st)//浅拷贝，栈这个类不能用浅拷贝
	//{
	//	_capacity = st._capacity;
	//	_top = st._top;
	//	_arr = st._arr;
	//}
	Stack(const Stack& st)//深拷贝
	{
		_capacity = st._capacity;
		_top = st._top;
		_arr = (int*)malloc(sizeof(int) * st._top);
		if (_arr == nullptr)
		{
			perror("malloc fail");
			exit(-1);
		}
		memcpy(_arr, st._arr,sizeof(int)*st._top);
	}
	~Stack()//析构函数
	{
		_capacity = 0;
		_top = 0;
		free(_arr);
		_arr = nullptr;
	}
private:
	int* _arr;
	int _top;
	int _capacity;
};

栈这个类因为成员变量中有动态开辟的空间，所以要用深拷贝。

5、拷贝构造函数调用场景

• 1、使用已存在的对象创建新对象
• 2、函数参数类型为类的类型对象（传值调用，实参拷贝给形参）
• 3、函数返回值类型为类的良心对象（传值返回）

五、赋值运算符重载Date& operator=(const Date& d )

1、赋值运算符重载

只有赋值运算符是默认成员函数。

2、赋值运算符重载的注意事项

• 1、参数是const T&，传引用可以减少一次拷贝构造。
• 2、返回值是*this的引用，引用返回，减少一次拷贝构造，有返回值是为了支持函数的链式访问。
• 3、务必检查下是否支持自己给自己赋值。
• 4、赋值运算符重载必须是类中的默认成员函数，不能写在全局。
• 5、系统默认生成的赋值运算符重载会完成值拷贝。

六、取地址操作符重载和const取地址操作符重载

Date* operator&()
{
    return this;
    //return nullptr；
}
const Date* operator&()const
{
    return this;
    //return nullptr；
}

不用自己写，除非想让别人通过取地址操作符获取到特定值（自己在重载函数内部写）或屏蔽类地址。

以上就是详解C++中类的六大默认成员函数的详细内容，更多关于C++类成员函数的资料请关注我们其它相关文章！