【C++】类和对象(二)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了【C++】类和对象(二)。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。

😁作者:日出等日落

🔔专栏:C++

生活的全部意义在于无穷地探索尚未知道的东西,在于不断地增加更多的知识。    ——左拉

【C++】类和对象(二)

目录

类的6个默认成员函数 

构造函数

概念

特性

析构函数 

概念

特性

拷贝构造函数

概念

特征

赋值运算符重载

运算符重载

赋值运算符重载 

前置++和后置++的运算符重载

const成员函数 

取地址及const取地址操作符重载 

日期类代码:

Date.h:

Date.cpp:

text.cpp:


 

 

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。

 class Date {};

    【C++】类和对象(二)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

默认成员函数, 我们如果不写,编译器就会自动生成一个,但是如果我们实现了任意一个成员函数,编译器就不会生成

 

构造函数

概念

构造函数是一个特殊的成员函数,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。

特性

构造函数是特殊的成员函数,需要注意的是,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。

其特征如下:

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。

class Date
 {
  public:
      // 1.无参构造函数
      Date()
     {}
  
      // 2.带参构造函数
      Date(int year, int month, int day)
     {
          _year = year;
          _month = month;
          _day = day;
     }
  private:
      int _year;
      int _month;
      int _day;
 };
  
  void TestDate()
 {
      Date d1; // 调用无参构造函数
      Date d2(2023, 5, 17); // 调用带参的构造函数
  
      // 注意:如果通过无参构造函数创建对象时,对象后面不用跟括号,否则就成了函数声明
      // warning C4930: “Date d3(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?)

      // 以下代码的函数:声明了d3函数,该函数无参,返回一个日期类型的对象
      Date d3();
 }

 注意:如果通过无参构造函数创建对象时,对象后面不用跟括号,否则就成了函数声明

  class Date
 {
  public:
 /*
 // 如果用户显式定义了构造函数,编译器将不再生成
 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()
 {
 // 将Date类中构造函数屏蔽后,代码可以通过编译,因为编译器生成了一个无参的默认构造函数

 // 将Date类中构造函数放开,代码编译失败,因为一旦显式定义任何构造函数,编译器将不再生成

      // 无参构造函数,当写了构造函数并调用无参则会报错:error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用

 Date d1;
 return 0;
 }

关于编译器生成的默认成员函数,很多童鞋会有疑惑:不实现构造函数的情况下,编译器会 生成默认的构造函数。但是看起来默认构造函数又没什么用?d对象调用了编译器生成的默 认构造函数,但是d对象_year/_month/_day,依旧是随机值。也就说在这里编译器生成的 默认构造函数并没有什么用??

解答: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。

【C++】类和对象(二) 

 

 

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。

 

下面这两个函数,可以同时存在吗?

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

从语法上,是可以同时存在,因为这两个完全符合重载函数的定义

实际上,这里是不可以同时存在的,因为编译器说他重载函数的调用不明确

析构函数 

概念

通过前面构造函数的学习,我们知道一个对象是怎么来的,那一个对象又是怎么删除呢的?

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。

特性

析构函数是特殊的成员函数,其特征如下:

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

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. 关于编译器自动生成的析构函数,是否会完成一些事情呢?下面的程序我们会看到,编译器 生成的默认析构函数,对自定类型成员调用它的析构函数。

class Time
{
public:
 ~Time()
 {
 cout << "~Time()" << endl;
 }
private:
 int _hour;
 int _minute;
 int _second;
};
class Date
{
private:
 // 基本类型(内置类型)
 int _year = 1970;
 int _month = 1;
 int _day = 1;
 // 自定义类型
 Time _t;
};
int main()
{
 Date d;
 return 0;
}
// 程序运行结束后输出:~Time()
// 在main方法中根本没有直接创建Time类的对象,为什么最后会调用Time类的析构函数?
// 因为:main方法中创建了Date对象d,而d中包含4个成员变量,其中_year, _month,_day三个是
// 内置类型成员,销毁时不需要资源清理,最后系统直接将其内存回收即可;而_t是Time类对象,所以在d销

//毁时,要将其内部包含的Time类的_t对象销毁,所以要调用Time类的析构函数。但是:main函数
// 中不能直接调用Time类的析构函数,实际要释放的是Date类对象,所以编译器会调用Dat类的析构函
// 数,而Date没有显式提供,则编译器会给Date类生成一个默认的析构函数,目的是在其内部调用Time
// 类的析构函数,即当Date对象销毁时,要保证其内部每个自定义对象都可以正确销毁
// main函数中并没有直接调用Time类析构函数,而是显式调用编译器为Date类生成的默认析构函数
// 注意:创建哪个类的对象则调用该类的析构函数,销毁那个类的对象则调用该类的析构函数

拷贝构造函数

概念

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。

特征

拷贝构造函数也是特殊的成员函数,

其特征如下:

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。

class Date
{
public:
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
 // Date(const Date& d)   // 正确写法
    Date(const Date d)   // 错误写法:编译报错,会引发无穷递归
 {
 _year = d._year;
 _month = d._month;
 _day = d._day;
 }
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};
int main()
{
 Date d1;
 Date d2(d1);
 return 0;
}

这里编译器编译不过去的,因为编译器认为这里会无限递归

 【C++】类和对象(二)

 【C++】类和对象(二)

在C++中,函数调用如果是传值调用都是需要创建一个临时变量,将值拷贝一份给这个临时变量,而将值拷贝一份本身就是一个拷贝构造函数,因此就会死循环,造成无穷递归。 

我们最好在参数加个const修饰,这样可以防止权限放大 

Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
int main()
{
    Date d1;
    Date d2(d1);
}

 

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。

注意:在编译器生成的默认拷贝构造函数中,内置类型是按照字节方式直接拷贝的,而自定 义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的。

注意: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\

为了提高程序效率,一般对象传参时,尽量使用引用类型,返回时根据实际场景,能用引用 尽量使用引用

 

赋值运算符重载

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:

  • 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
  •    .*       ::      sizeof      ?:       .      注意以上5个运算符不能重载。这个经常在笔试选择题中出现。
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{
    return d1._year == d2._year
   && d1._month == d2._month
        && d1._day == d2._day;
}

 

<<(流插入)的优先级比==高,因此下面这个语句会报错

cout << d1 == d2 << endl;

改成:cout << (d1 == d2) << endl;

 

赋值运算符重载 

赋值运算符重载格式

  • 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
  • 检测是否自己给自己赋值
  • 返回*this :要复合连续赋值的含义
class Date
{ 
public :
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
   {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
   }
 
 Date (const Date& d)
   {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
   }
 
 Date& operator=(const Date& d)
 {
 if(this != &d)
       {
            _year = d._year;
            _month = d._month;
            _day = d._day;
       }
        
        return *this;
 }
private:
       int _year ;
       int _month ;
       int _day ;
};  

 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

// 赋值运算符重载成全局函数,注意重载成全局函数时没有this指针了,需要给两个参数
Date& operator=(Date& left, const Date& right)
{
if (&left != &right)
{
left._year = right._year;
left._month = right._month;
left._day = right._day;
}
return left;
}
// 编译失败:
// error C2801: “operator =”必须是非静态成员

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。

 

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。

注 意: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。

前置++和后置++的运算符重载

前置++和后置++都是一元运算符,为了让前置++与后置++形成能正确重载
C++规定:后置++重载时多增加一个int类型的参数,但调用函数时该参数不用传递,编译器自动传递

 

Date& Date::operator++()
{//++d1
	*this +=  1;
	return *this;
}
Date Date::operator++(int)
{//d1++
	Date tmp(*this);
	*this += 1;
	return tmp;
}

前置++:返回+1之后的结果
注意:this指向的对象函数结束后不会销毁,故以引用方式返回提高效率

后置++是先使用后+1,因此需要返回+1之前的值,故需在实现时需要先将this保存

const成员函数 

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。

【C++】类和对象(二) 

class Date
{
public:
 Date(int year, int month, int day)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
 void Print()
 {
 cout << "Print()" << endl;
 cout << "year:" << _year << endl;
 cout << "month:" << _month << endl;
 cout << "day:" << _day << endl << endl;
 }
 void Print() const
 {
 cout << "Print()const" << endl;
 cout << "year:" << _year << endl;
 cout << "month:" << _month << endl;
 cout << "day:" << _day << endl << endl;
 }
private:
 int _year; // 年
 int _month; // 月
 int _day; // 日
};
void Test()
{
 Date d1(2022,1,13);
 d1.Print();
 const Date d2(2022,1,13);
 d2.Print();
}

 请思考下面的几个问题:

1. const对象可以调用非const成员函数吗?                       不可以

2. 非const对象可以调用const成员函数吗?                         可以

3. const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗?   不可以

4. 非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗?    可以

注意:权限只能缩小,不能扩大

 

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。

class Date
{ 
public :
 Date* operator&()
 {
 return this ;
}
 const Date* operator&()const
 {
 return this ;
 }
private :
 int _year ; // 年
 int _month ; // 月
 int _day ; // 日
};

 这两个运算符一般不需要重载,使用编译器生成的默认取地址的重载即可,只有特殊情况,才需 要重载,比如想让别人获取到指定的内容!

日期类代码:

Date.h:

#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;

class Date
{
public:
	//构造函数
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);
	//获取某月天数
	int GetMonthDay(int year, int month);
	//打印
	void Print();

	bool operator==(const Date& d);
	bool operator!=(const Date& d);
	bool operator<(const Date& d);
	bool operator<=(const Date& d);
	bool operator>(const Date& d);
	bool operator>=(const Date& d);

	Date& operator+=(int day);
	Date operator+(int day);
	
	// d1 - 100 日期 - 天数
	Date operator-(int day);
	Date& operator-=(int day);

	// d1 - d2; 日期 - 日期
	int operator-(const Date& d);

	//++d1
	Date& operator++();
	// d1++
    // int参数 仅仅是为了占位,跟前置重载区分
	Date operator++(int);
	
	// --d1 -> d1.operator--()
	Date& operator--();

	// d1-- -> d1.operator--(1)
	Date operator--(int);

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



Date.cpp:

#include"Date.h"

int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{
	assert(month > 0 && month < 13);
	int monthArray[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };
	if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400)) == 0)
	{
		return 29;
	}
	else
	{
		return monthArray[month];
	}
}

Date::Date(int year, int month, int day)
{
	if (month > 0 && month < 13
		&& (day > 0 && day <= GetMonthDay(year, month)))
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	else
	{
		cout << "输入格式错误" << endl;
	}
}

void Date::Print()
{
	cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}

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

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

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

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

Date& Date::operator+=(int day)
{
	if (day < 0)
	{
		*this -= -day;
		return *this;
	}
	_day += day;
	while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
	{
		_day -= GetMonthDay(_year, _month);
		_month++;
		if (_month == 13)
		{
			_year++;
			_month = 1;
		}
	}
	return *this;
}
Date Date::operator+(int day)
{
	Date tmp(*this);
	tmp += day;
	return tmp;
}
Date& Date::operator-=(int day)
{
	if (day < 0)
	{
		*this += -day;
		return *this;
	}
	_day -= day;
	while (_day <= 0)
	{
		--_month;
		if (_month == 0)
		{
			_year--;
			_month = 12;
		}
		_day += GetMonthDay(_year, _month);
	}
	return *this;
}

// d1 - 100 日期 - 天数
Date Date::operator-(int day)
{
	Date tmp(*this);
	tmp -= day;
	return tmp;
}

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

// d1++
Date Date::operator++(int)
{
	Date tmp(*this);

	*this += 1;

	return tmp;
}

// --d1 -> d1.operator--()
Date& Date::operator--()
{
	*this -= 1;
	return *this;
}

// d1-- -> d1.operator--(1)
Date Date::operator--(int)
{
	Date tmp(*this);
	*this -= 1;
	return tmp;
}

// d1 - d2; 日期 - 日期
int Date::operator-(const Date& d)
{
	Date max = *this;
	Date min = d;
	int flag = 1;
	while ( *this < d)
	{
		max = d;
		min = *this;
		flag = -1;
	}
	int n = 0;
	while (min != max)
	{
		++min;
		++n;
	}
	return n * flag;
}

text.cpp:

 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-459404.html

#include"Date.h"

void TextDate1()
{
	Date d1(2023,5,17);
	d1.Print();
	Date d2(2023, 5, 17);
	cout << (d1 == d2) << endl;
}

void TextDate2()
{
	Date d1(2023, 5, 17);
	d1.Print();

	d1 -= 100;
	d1.Print();
	Date d2(2023, 5, 17);
	d2 += -100;
	d2.Print();
}

void TextDate3()
{
	Date d1(2023, 5, 17);
	d1.Print();
	Date d2(2002, 5, 8);
	d2.Print();
	cout << d1 - d2 << endl;
}
int main()	
{
	TextDate3();
	return 0;
}

到了这里,关于【C++】类和对象(二)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语言 是 面向过程 的, 关注 的是 过程 ,分析出求解问题的步骤,通过函数调用逐步解决问题 🚩 C++ 是基于 面向对象 的, 关注 的是 对象 ,将一件事情拆分成不同的对象,靠对象之间的交互完成 🌰 比如: C语言结构体中只能定义变量, 在C++中,结构体内不仅可以定

    2024年01月22日
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  • C++:类和对象(中)

    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 class Date {}; 对于Date类,可以通过 Init 公有方

    2024年02月03日
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  • 【C++】类和对象(二)

    😁作者:日出等日落 🔔专栏:C++ 生活的全部意义在于无穷地探索尚未知道的东西,在于不断地增加更多的知识。    ——左拉 目录 类的6个默认成员函数  构造函数 概念 特性 析构函数  概念 特性 拷贝构造函数 概念 特征 赋值运算符重载 运算符重载 赋值运算符重载  前

    2024年02月06日
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  • C++类和对象(上)

    ✨Blog:🥰不会敲代码的小张:)🥰 🉑推荐专栏: C语言 🤪、 Cpp 😶‍🌫️、 数据结构初阶 💀 💽座右铭:“ 記住,每一天都是一個新的開始😁😁😁 ” 💀本章内容: 《C++类和对象(上)》的介绍✨ C语言是面向过程的,关注的是过程,分析出求解的步骤,通过函数逐步解

    2024年01月25日
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