【C++那些事儿】类与对象(2)-Toy模板网

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Hello,米娜桑们，这里是君兮_，我之前看过一套书叫做《明朝那些事儿》，把本来枯燥的历史讲的生动有趣。而C++作为一门接近底层的语言，无疑是抽象且难度颇深的。我希望能努力把抽象繁多的知识讲的生动又通俗易懂，因此，咱们这个讲解C++的系列博客就叫做《C++那些事儿》啦，有了之前的知识，今天我们来真正走进C++的核心知识部分——类与对象

好了废话不多说，开始我们今天的学习吧！！

this指针

我们先来看下面这段代码

class Date
{
public:
void Init(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout <<_year<< "-" <<_month << "-"<< _day <<endl;
}
private:
int _year; // 年
int _month; // 月
int _day; // 日
};
int main()
{
Date d1, d2;
d1.Init(2022,1,11);
d2.Init(2022, 1, 12);
d1.Print();
d2.Print();
return 0;
}

对于上述类，我们有这样的一个问题：
Date类中有 Init 与 Print 两个成员函数，函数体中没有关于不同对象的区分，我们之前讲过，实际上，在类中成员函数是在公共代码区的，不会在每次定义对象时就重新定义，那当d1调用 Init 函数时，该函数是如何知道应该设置d1对象，而不是设置d2对象呢？
为了解决这个问题，C++中引入了this指针。
即：C++编译器给每个“非静态的成员函数“增加了一个隐藏的指针参数，让该指针指向当前对象(函数运行时调用该函数的对象)，在函数体中所有“成员变量”的操作，都是通过该指针去访问。只不过所有的操作对用户是透明的，即用户不需要来传递，编译器自动完成

this指针的特性

1. this指针的类型：类类型 const，即成员函数中，不能给this指针赋值。*
2. 只能在“成员函数”的内部使用
1. this指针本质上是“成员函数”的形参，当对象调用成员函数时，将对象地址作为实参传递给this形参。所以对象中不存储this指针。
4. this指针是“成员函数”第一个隐含的指针形参，一般情况由编译器通过ecx寄存器自动传递，不需要用户传递

在调用成员函数或者某些特殊情况时，我们还会显示的使用this指针，等具体遇到了我们再分析

类的默认成员函数

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

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构造函数

假设有以下这个Date日期类

class Date
{
public:
void Init(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;
d1.Init(2022, 7, 5);
d1.Print();
Date d2;
d2.Init(2022, 7, 6);
d2.Print();
return 0;
}

对于Date类，可以通过 Init 公有方法给对象设置日期，但如果每次创建对象时都必须调用该方法设置信息对对象初始化，未免有点麻烦，那能否在对象创建时，就将信息设置进去呢？
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

构造函数的特性

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

// 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;
}
int main()
{
	Date d1; // 调用无参构造函数
	Date d2(2023, 1, 1); // 调用带参的构造函数
}

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

但是我们需要注意这样一个地方：

class Date
{
public:

// 如果用户显式定义了构造函数，编译器将不再生成默认构造函数
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}


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

int main()
{
	Date d1;
}

这里我们一旦显示实现了构造函数，编译器就不会实现默认的无参构造函数了，此时上面这样定义一个对象就会找不到对应的默认构造函数而报错，因此当显示实现的时候，遇到这种情况必须把无参构造函数也实现一遍。

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对象中的成员_year/_month/_day，依旧是随机值。难道这里编译器默认生成构造函数是吃饱了撑的？？

原因：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，看看下面的程序，就会发现编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员_t调用的它的默认成员函数

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

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也就是说，对内置类型的成员雀氏没什么用，但是如果是自定义类型的成员，就会进入该自定义类型中调用其构造函数，这点是非常重要的！！
这里我们的C++祖师爷就有点双标了。同样都是一个类的成员，凭什么自定义类型成员在生成默认构造函数时会调用自定义成员的构造函数，而内置类型的成员却是随机值
因此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

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;
};

注意：这里需要知道，这里仍然是申明而不是定义，即使给了默认值此时不定义一个该类的对象这些内置类型的成员仍然没有开辟空间

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 = 2023;
_month = 1;
_day = 1;
}
Date(int year = 2023, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//上面两个只能有一个作为默认构造函数
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};

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这俩是不能同时存在的！！

析构函数

我们通过前面对构造函数的学习知道一个对象是怎么来的，但是当我们使用完成后，又该怎么销毁这个对象呢？这就涉及到析构函数的使用了

析构函数：首先需要注意的是，析构函数并不是用来完成对对象本身的销毁的，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，这才是析构函数的真正作用。
如果与之前我们学过的栈等数据结构类比的话，它就类似于一个在不使用栈后销毁栈的函数。

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

我们拿一个栈的代码来举例

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;
	}
~Stack()
{
	if (_array)
	{
	free(_array);
	_array = NULL;
	_capacity = 0;
	_size = 0;
	}
}
private:
DataType* _array;
int _capacity;
int _size;
};

5. 关于编译器自动生成的析构函数，与构造函数类似，编译器生成的默认析构函数，会对类中的自定类型成员调用自定义成员的析构函数。

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;
}

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总结

好啦，我们今天的内容就先到这里啦！从构造函数开始，就是类和对象里真正的重点了，希望大家能够好好理解，在今后所有对类的使用中都离不开今天讲的这些默认生成的成员函数，当然由于篇幅的原因，剩下的几个我们放到第三篇再讲。
有任何的问题和对文章内容的疑惑欢迎在评论区中提出，当然也可以私信我，我会在第一时间回复的！！