C++第六弹---类与对象(三)-Toy模板网

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C++第六弹---类与对象(三),C++详解,c++,算法,开发语言,c语言

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1、类的6个默认成员函数

2、构造函数

2.1、概念

2.2、特性

3、析构函数

3.1、概念

3.2、特性

3.3、调用顺序

总结

1、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 {};

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2、构造函数

2.1、概念

对于以下Date类：

#include<iostream>
using namespace std;
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;
}

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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调用该方法设置
信息，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。

2.2、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(返回值不是void，而是不需要返回值)。
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。

#include<iostream>
using namespace std;
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;
};
int main()
{
	Date d1; // 调用无参构造函数，不需要加括号
	Date d2(2015, 1, 1); // 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，加括号就成了函数声明
	Date d3();//声明了d3函数，该函数无参，返回一个日期类型的对象
	// warning C4930: “Date d3(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?)
	return 0;
}

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注意：调用无参够赞函数或者全缺省构造函数，不需要加函数的括号。

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。

#include<iostream>
using namespace std;
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，放开后报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用
	Date d1;
	return 0;
}

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6. 关于编译器生成的默认成员函数，很多uu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，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;//创建类对象，即对象实例化
	return 0;
}

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注意：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。

#include<iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:
	Time()
	{
		cout << "Time()" << endl;
		_hour = 0;
		_minute = 0;
		_second = 0;
	}
private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};
class Date
{
public:
		void Print()
		{
			cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
		}
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;
	d.Print();
	return 0;
}

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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。

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
	Date()//无参默认构造
	{
		_year = 1900;
		_month = 1;
		_day = 1;
	}
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)//全缺省默认构造
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
// 以下测试函数能通过编译吗？
int main()
{
	Date d1;//默认构造只能存在一个，此处有两个默认构造函数
	return 0;
}

答案是不能编译通过，因为默认构造函数只能存在一个，上述代码存在无参构造函数和全缺省构造函数。

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注意：构造函数遵循先定义先构造原则。

3、析构函数

3.1、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没呢的？

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。

3.2、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。

在我们前面学习栈的实现的时候，动态开辟后的内存需要手动进行释放，但是我们很有可能会忘记释放，因为即使不释放空间，程序也可以正常运行。如果使用析构函数，那么会自动调用，能够有效减少忘记释放的可能。

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 3)//全缺省默认构造函数
	{
		_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)//入栈
	{
		// CheckCapacity();
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}
	// 其他方法...
	~Stack()//析构函数
	{
		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);
}

通过使用析构函数实现的栈，对象的生命周期结束后，会自动调用析构函数，也有效减少忘记释放空间的问题，但是前提是我们在类里要手动实现一个释放栈空间的析构函数。

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。

#include<iostream>
using namespace std;
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()

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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Date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

6. 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。

3.3、调用顺序

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
	Date(int year = 1)
	{
		_year = year;
	}

	~Date()
	{
		cout << "~Date()->"<<_year<< endl;
	}
private:
	// 基本类型(内置类型)
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
void func()
{
	Date d3(3);//局部对象
	static Date d4(4);//局部的静态
}
Date d5(5);//全局对象
static Date d7(7);//全局静态
Date d6(6);
static Date d8(8);

// 局部对象（后定义先析构） -》 局部的静态 -》全局对象（后定义先析构）
int main()
{
	Date d1(1);//局部对象 
	Date d2(2);
	func();

	return 0;
}

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