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【C++】——类与对象（中）+日期类对象的实现

9月前 作者：_Fiora 分类：Toy博客 阅读(37) 违法举报

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了【C++】——类与对象（中）+日期类对象的实现。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1. 前言

今天我们来继续学习C++类与对象（中）的相关知识点。

2. 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。

6个默认成员函数：

初始化和清理：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。
拷贝赋值：拷贝构造是使用同类对象初始化创建对象、赋值重载主要是把一个对象赋值给另一个对象。
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。

3. 构造函数

构造函数是一个特殊（不能以普通函数的定义和调用规则去理解）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。
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。
特性：
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:
	Date()
	{
		_year = 1;
		_month = 1;
		_day = 1;
	}
	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()
{
	Date d1;
	Date d2(2023, 4, 27);
	d1.Print();
	d2.Print();
	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。
C++把类型分成内置类型(基本类型)和自定义类型。
内置类型就是语言提供的数据类型如：int / char…，自定义类型就是我们使用class / struct / union等自己定义的类型。
默认生成的构造函数：1、内置类型成员不做处理，2、自定义类型成员会去调用他的默认构造函数
6.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。
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。

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

	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}

private:
	int _year = 2;    //此处不是初始化，是给缺省值
	int _month = 2;
	int _day = 2;
};

int main()
{
	Date d1;
	//Date d2(2023, 4, 27);
	d1.Print();
	//d2.Print();
	return 0;
}

4. 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。
析构函数是特殊的成员函数
特性：
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，系统会自动生成默认的析构函数。
注意：析构函数不能重载、内置类型不处理、自定义类型去调用他的析构函数
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.如果类中没有申请资源时，析构函数可以不写，直接使用编译器生成的默认析构函数，比如Date类；有资源申请时，一定要写，否则会造成资源泄漏，比如Stack类。

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++;
	}

	~Stack()
	{
		if (_array)
		{
			free(_array);
			_array = NULL;
			_capacity = 0;
			_size = 0;
		}
	}
private:
	DataType* _array;
	int _capacity;
	int _size;
};
void TestStack()
{
	Stack s;
	s.Push(1);
	s.Push(2);
}

int main()
{
	TestStack();
	return 0;
}

5. 拷贝构造函数

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。
拷贝构造函数也是特殊的成员函数
特性：
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。
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。而自定义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的。
4.编译器生成的默认拷贝构造函数已经可以完成字节序的值拷贝了,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

class Date
{
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	//Date(const Date a)错误
	Date(const Date& a)//正确
	{
		_year = a._year;
		_month = a._month;
		_day = a._day;
	}

	void Print()
	{
		cout << _year << '-' << _month << '-' << _day << endl;
	}

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


int main()
{
	Date a1(2023, 5, 10);
	Date a2(a1);
	a1.Print();
	a2.Print();
	return 0;
}

6. 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后面接需要重载的运算符符号。
函数原型：返回值类型 operator操作符(参数列表)

注意：
1.不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@
2.重载操作符必须有一个类类型参数
3.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
4.作为类成员函数重载时，其形参看起来比操作数数目少1，因为成员函数的第一个参数为隐藏的this
5.（.*）（::）（sizeof）（?:）（.） 注意以上5个运算符不能重载

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

	Date(const Date& a)
	{
		_year = a._year;
		_month = a._month;
		_day = a._day;
	}

	bool operator==(const Date& d)
	{
		return _year == d._year
			&& _month == d._month
			&& _day == d._day;
	}

	void Print()
	{
		cout << _year << '-' << _month << '-' << _day << endl;
	}

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

int main()
{
	Date a1(2023, 5, 10);
	Date a2(2024, 5, 10);
	//内置类型可以直接使用运算符运算，编译器知道要如何运算
	//自定义类型无法直接使用运算法，编译器也不知道要如何运算。想支持，自己实现运算符重载即可
	cout << (a1 == a2) << endl;
	return 0;
}

6.1 赋值运算符重载

1.参数类型：const T& ，传递引用可以提高传参效率
2.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
3.检测是否自己给自己赋值
4.返回* this ：要复合连续赋值的含义
注意：
1.赋值运算符只能重载成类的成员函数不能重载成全局函数
2.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，就和编译器在类中生成的默认赋值运算符重载冲突了，故赋值运算符重载只能是类的成员函数。
3.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。内置类型成员变量是直接赋值的，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。如果类中未涉及到资源管理，赋值运算符是否实现都可以，一旦涉及到资源管理则必须要实现。

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

	Date& operator=(const Date& a)
	{
		if (this != &a)
		{
			_year = a._year;
			_month = a._month;
			_day = a._day;
		}
		return *this;
	}

	void Print()
	{
		cout << _year << '-' << _month << '-' << _day << endl;
	}

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

int main()
{
	Date a1(2023, 5, 10);
	Date a2;
	a2.Print();
	a2 = a1;
	a2.Print();
	return 0;
}

7. const成员

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。

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

	void Print()
	{
		cout << _year << '-' << _month << '-' << _day << endl;
	}

	//void Print(const A* const this)
	//修饰了this指向的内容，保证了成员函数内部不会修改成员变量，const对象和非const对象都可以调用这个成员函数
	void Print()const
	{
		cout << _year << '-' << _month << '-' << _day << endl;
	}

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


int main()
{
	A a1(2023,5,13);
	const A a2(2022, 5, 13);
	a1.Print();
	a2.Print();

	return 0;
}

8. 取地址及const取地址操作符重载

这两个默认成员函数一般不用重新定义,编译器默认会生成。
特殊使用场景：不想让别人取到这个类型对象的地址

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

	A* operator&()
	{
		return nullptr;
	}

	const A* operator&()const
	{
		return nullptr;
	}
	
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};


int main()
{
	A a1;
	const A a2;

	cout << &a1 << endl;
	cout << &a2 << endl;

	return 0;
}

9. 日期类对象的完整实现

下面我通过前面所学知识点来实现了一个完整的日期类对象，大家可以通过这个完整的类对象，来和之前所学知识点对比学习。

9.1 头文件

#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
	// 友元函数 -- 这个函数内部可以使用Date对象访问私有保护成员
	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
	friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:
	//全缺省的构造函数
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	
	//拷贝构造函数
	Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}

	//获取某个月的天数
	int GetMonthDay(int year, int month)
	{
		static int days[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
		int day = days[month];
		if (month == 2 && ((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0) || year % 400 == 0))
		{
			day += 1;
		}
		return day;
	}
	
	//打印日期
	void Print()const;

	//赋值运算符重载
	Date& operator=(const Date& d);

	//==运算符重载
	bool operator==(const Date& d)const;

	//!=运算符重载
	bool operator!=(const Date& d)const;

	//>运算符重载
	bool operator>(const Date& d)const;

	//>=运算符重载
	bool operator>=(const Date& d)const;

	//<运算符重载
	bool operator<(const Date& d)const;

	//<=运算符重载
	bool operator<=(const Date& d)const;

	//日期+=天数
	Date& operator+=(int day);

	//日期+天数
	Date operator+(int day)const;

	//日期-=天数
	Date& operator-=(int day);

	//日期-天数
	Date operator-(int day)const;

	//日期前置++和后置++
	//前置++和后置++直接按特性重载，无法区分，所以要特殊处理，使用函数重载区分，后置++重载增加一个int参数跟前置构成函数重载进行区分
	Date& operator++();
	Date operator++(int);

	//日期前置--和后置--
	Date& operator--();
	Date operator--(int);

	//日期-日期
	int operator-(const Date& d)const;

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

//流插入重载
inline ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
	out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;
	return out;
}

//流提取重载
inline istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
	in >> d._year >> d._month >> d._day;
	return in;
}

9.2 源文件

#include "Date.h"

void Date::Print()const
{
	cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
}

Date& Date::operator=(const Date& d)
{
	if (this != &d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
	return *this;
}

bool Date::operator==(const Date& d)const
{
	return _year == d._year
		&& _month == d._month
		&& _day == d._day;
}


bool Date::operator!=(const Date& d)const
{
	return (!(*this == d));
}

bool Date::operator>(const Date& d)const
{
	if ((_year > d._year)
		|| (_year == d._year && _month > d._month)
		|| (_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day))
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

bool Date::operator>=(const Date& d)const
{
	return (*this > d) || (*this == d);
}

bool Date::operator<(const Date& d)const
{
	return !(*this >= d);
}

bool Date::operator<=(const Date& d)const
{
	return !(*this > d);
}

Date& Date::operator+=(int day)
{
	if (day < 0)
	{
		return *this -= -day;
	}

	_day += day;

	while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
	{
		_day -= GetMonthDay(_year, _month);
		_month++;
		if (_month > 12)
		{
			_year++;
			_month = 1;
		}
	}
	return *this;
}

Date Date::operator+(int day)const
{
	Date ret = *this;
	return ret += day;
}

Date& Date::operator-=(int day)
{
	if (day < 0)
	{
		return *this += -day;
	}

	_day -= day;

	while (_day < 0)
	{
		_month--;
		if (_month < 1)
		{
			_year--;
			_month = 12;
		}
		_day += GetMonthDay(_year, _month);
	}
	return *this;
}

Date Date::operator-(int day)const
{
	Date ret = *this;
	return ret -= day;
}

Date& Date::operator++()
{
	return *this += 1;
}

Date Date::operator++(int)
{
	Date ret = *this;
	*this += 1;
	return ret;
}

Date& Date::operator--()
{
	return *this -= 1;
}

Date Date::operator--(int)
{
	Date ret = *this;
	*this -= 1;
	return ret;
}

int Date::operator-(const Date& d)const
{
	int flag = 1;
	Date max = *this;
	Date min = d;
	if (*this < d)
	{
		max = d;
		min = *this;
		flag = -1;
	}

	int n = 0;
	while (min != max)
	{
		min++;
		n++;
	}
	return n * flag;
}

9.3 测试代码

int main()
{
	Date d1(2023, 5, 13);
	Date d2(2022, 5, 13);
	Date d3 = d1;
	d3.Print();
	cout << (d1 == d2) << endl;
	cout << (d1 != d2) << endl;
	cout << (d1 == d3) << endl;
	cout << (d1 < d2) << endl;
	cout << (d1 > d2) << endl;
	cout << (d1 >= d3) << endl;
	cout << (d1 <= d3) << endl;

	(d1 + 4000).Print();
	(d1 - 4000).Print();
	(++d1).Print();
	(--d1).Print();
	cout << (d1 - d2) << endl;

	(d1 + 40000).Print();
	(d1 - 40000).Print();

	cout << d1 << endl;
	cin >> d1;
	cout << d1 << endl;

	return 0;
}

测试结果如下：
【C++】——类与对象（中）+日期类对象的实现

10. 结尾

本篇博客所讲内容我认为是C++类与对象板块乃至C++初学阶段最重要的地方，6个默认成员函数必须掌握，并能自己实现一个完整的简单的类对象，此处一定要多复习，多思考。
最后，感谢各位大佬的耐心阅读和支持，觉得本篇文章写的不错的朋友可以三连关注支持一波，如果有什么问题或者本文有错误的地方大家可以私信我，也可以在评论区留言讨论，再次感谢各位。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-443022.html

到了这里，关于【C++】——类与对象（中）+日期类对象的实现的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！

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  • C++类与对象(下)

    C++类与对象(下)

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    2024年02月11日
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