C++ 类与对象中类的深入知识点+完整思维导图+基本练习题+深入细节+通俗易懂建议收藏-Toy模板网

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绪论

本章我们接着对类和对象进行探索，这是一个在我们c++中比较重要的知识点，下面我们才是我们类和对象的更加深入且困难的知识点，希望你能通过这篇文章对类其有更加深入的了解。

话不多说安全带系好，发车啦（建议电脑观看）。

附：红色，部分为重点部分；蓝颜色为需要记忆的部分（不是死记硬背哈，多敲）；黑色加粗或者其余颜色为次重点；黑色为描述需要

思维导图：

C++ 类与对象中类的深入知识点+完整思维导图+基本练习题+深入细节+通俗易懂建议收藏

要XMind思维导图的话可以私信哈

1.类的6个默认成员函数

知识点：

6个默认成员函数:

构造函数、析构函数、拷贝构造函数、赋值运算符重载函数、取地址操作符重载、const修饰的取地址操作符重载，对于这6个默认成员函数来说假如你不在对象的类中写操作系统会默认生成一个（所以说所有默认成员函数都不能写成全局的，否则就会和默认生成的发生冲突）

2.构造函数、析构函数

知识点：

在我们写数据结构的时候需要去写初始化和摧毁的函数，而在我们写程序的时候很多时候都容易忘记写；

所以c++对此进行了处理就对应的创造出默认成员函数中的构造函数（初始化）和析构函数（销毁）

细节：

构造函数：是特殊的成员函数，其实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

构造函数的写法：

1. 函数名与类名相同。
2. 无返回值。
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。

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（但注意的是默认生成的不会对内置类型（int char ....）进行初始化（其实编译器有些还是会处理的），一般都只会对自定义类型(struct class union....)进行初始化（并且这个自定类型必须有默认构造函数））

因为内置类型的原因所以在c++11的时候打了个补丁可以给内置类型加上缺省值:

6.如果当成员变量都是自定义类型的时候就可以不用直接写构造函数（反之如果只有内置类型就需要去自己写构造函数/给缺省值）

析构函数：析构函数不是对对象本身的销毁，局部对象销毁工作是由编译器完成的，主要工作是销毁借来的动态空间。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。并且后创建的先销毁，这里点和栈有点像
析构函数的写法：
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。若未显式定义，同样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

2.1构造函数的调用：

当创建了一个自己的构造函数时，我们其实也不一定要编译器自动调用，我们也可以自己调用，但要注意自己调用时的写法，他和一般的函数调用有着很大的区别。

在创建类时进行调用的写法：

进一步优化到：

附：

而这种优化，就推出了另外一个对于构造函数的点：

也就是默认构造函数只能存在一个

什么是默认构造函数呢？：无参数的构造函数（上图注释了的）、全缺省的构造函数（上图第二个构造函数）、没写时编译器自动创建的构造函数。

总结：

一般来说构造函数都需要自己写

不用初始化的情况

全是自定义类型（自定义类型会去调用自身的默认构造（全缺省、无参的、默认生成的））

有内置类型并且有符合的缺省值

练习：

a.自动调用举例演示

直接调用自身构造

此时我们并没有调用析构函数是编译器自动调用。

b.间接调用构造
创建一个新的对象此时内部都是自定义类型

因为pushsk、popsk的自定义类型是Stack所以说需要Stack内有符合的默认构造函数

最终就能顺利的对自定义类型初始化

2.2析构函数的细节

析构函数会在对象的生命周期结束时自动调用（无论是自己写的还是默认生成的）

默认生成的同样不会对内置类型进行释放（主要是要释放堆上申请的空间防止内存泄漏（此处不做处理）、对于其余的自定义类型也不需要我们去释放他们在栈上结束时也会归还给操作系统）

总结来说：

当有动态申请的空间时需要写析构、反之没有动态申请是资源时就不需要我们去写即使有内置类型

当全部是自定义类型的时候也不用我们写析构函数

3.拷贝构造函数

知识点：

拷贝构造函数其实是构造函数的一个重载形式

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（附：因为当自定义类型传值调用时要先调用拷贝构造来进行传参时的拷贝、然而在拷贝构造中的参数类型假如我们不用引用，那么就又在拷贝构造处进行了自定义类型的传值调用，这样就会导致无限循环）无穷递归展示：当我们用引用接收（用指针也行），就能解决这个问题

一般我们会在拷贝构造中的参数加上const防止被改变

同样当我们自己不写拷贝构造时，编译器会自动生成

对内置类型进行浅拷贝、值拷贝（完成字节序的值拷贝，直接将数据拷贝过去）

对自定义类型会调用他们自己的拷贝构造，过程可能是浅拷贝 / 深拷贝（针对申请的空间)

拷贝构造函数典型调用场景：

使用已存在对象创建新对象（拷贝构造）

函数参数类型为类类型对象（引用）

函数返回值类型为类类型对象（引用）

细节：

深拷贝和浅拷贝的区别: 深拷贝是针对申请的空间的，对一个动态申请的空间进行拷贝时，不能像内置类型那样直接完成字节序的拷贝（浅拷贝），如果这样会导致拷贝后，两个对象指向同一个申请的空间，当一边改变时会导致另一边受影响 / 他们会重复的进行析构函数释放同一块空间而报错，所以说此时就需要我们自己去写一个拷贝构造（深拷贝，具体看下图，就和构造函数差不多不过要有参数且必须是类对象的引用类型的，然后内部就再申请一块空间给*this，然后将数据拷贝的到新空间中即可），来防止这样的错误发生。

c++规定对内置类型来说是直接拷贝（浅拷贝），对自定义类型来说要进行拷贝构造

4.赋值运算符重载

知识点：

4.1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，也具有其返回值类型，函数名字以及参数列表。其返回值类型与参数列表与普通的函数类似。
函数名字为：关键字operator+运算符符号。
函数原型：返回值类型 operator操作符(参数列表)

总结来说：运算符重载就是让自定义类型也能和内置类型一样去使用一些操作符（+ - * /）为此去创建一个专属于自定义类型的操作符

如：

此时这个+=就是一个运算符重载，他其实会其调用我们写好的运算符重载函数

细节：

( .* ) ( :: ) (sizeof ) (? :) （ . ）注意以上5个运算符不能重载

是否要去对重载运算符，取决于对你是否需要、是否有意义

注意对于在写赋值运算符重载时需要把返回值写成 Date & 因为我们需要连续赋值

用于内置类型的运算符时不能改变其含义，例如：内置的整型+，不能改变+的含义

不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@

4.2赋值运算符重载：

知识点：

本质也是运算符重载，但是赋值运算符是一个默认成员函数

参数类型：const T&，传递引用可以提高传参效率
返回值类型：T&，返回引用可以提高返回的效率，有返回值目的是为了支持连续赋值
返回*this ：要复合连续赋值的含义

T & operator=(const T&) 其中T是对象名如 Date& operator=(const Date& d1)

细节：

我们需要在赋值时分清构造函数和运算符重载的区别

构造函数是在一个对象给另一个对象初始化时的赋值操作(Date d3(d1) 等价于 Date d3 = d1)

运算符重载是对两个已经创建好的对象进行时的赋值操作

用户没有显式实现时，编译器会生成一个默认赋值运算符重载，以值的方式逐字节拷贝(和拷贝构造一样，自定义去调用其赋值重载，内置类型进行浅拷贝)，所以说对于像Stack这种不全是内置类型成员的对象需要自己去写一个赋值运算符重载

赋值运算符只能重载成类的成员函数不能成重载成全局函数（因为他是默认成员函数，当写在全局时，类就会再默认生成一个，这样就会发生冲突）

练习：

实现cout 、 cin

这是cout 、cin 所在的类分别是ostream 、 istream

ostream& operator<<(ostream& out,const Date& d)//返回值是 out 为了可以连续使用
{
//ostream是cout的类对象，也是库iostream定义的
	out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "天" << endl;
//内部就把out当cout使用即可
	return out;
}

istream& operator>>(istream& in, Date& d)//同理要返回 istream& 
{
	in >> d._year >> d._month >> d._day;//同理 ....
	return in;
}

注意因为<< >> 他们有两个操作数 (cout << d1;)

而若是成员函数的话第一个参数的位置一定是 *this , 而我们需要把第一个参数放成 cout

所有对此我们重载 << >> 时不能写成成员函数而是需要写成一个全局函数

并且因为我们需要使用到成员日期类对象的成员变量所以我们要使用到一个超纲的知识点友元函数，加上友元函数后我们就能直接在全局函数中去使用类中的私有

在类中写： friend ostream& operator<<(ostream& out,const Date& d)

5.const成员

知识点：

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。
总结来说就是为了改变this指针类型，将this指针的类型改成const Date ...

细节：

我们可以把所有不需要改变成员变量的成员函数全部写成const成员型

向上面这种没对this加const当遇到const类型时就不行了，所以为了防止这种情况我们对不需要改变的尽量都加上const ，这样对于正常的 Date -> const Date 算是范围的缩小，而对于const那也能使用了