C++ 再識(shí)類和對(duì)象
類的6個(gè)默認(rèn)成員函數(shù)
一個(gè)類中如果什么成員都沒有，那么這個(gè)類稱為空類?？疹愔惺鞘裁炊紱]有嗎？其實(shí)不然，任何一個(gè)類，再我們不寫的情況下，都會(huì)自動(dòng)生成下面6個(gè)默認(rèn)成員函數(shù)：
本篇文章將對(duì)這幾個(gè)默認(rèn)成員函數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
構(gòu)造函數(shù)
1.概念
我們先來(lái)看一下下面這個(gè)日期類：
class Date
{
public:
void SetDate(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
{
_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.SetDate();
d1.Print();
return 0;
}
對(duì)于Date類，每次創(chuàng)建對(duì)象時(shí)可以調(diào)用SetData函數(shù)來(lái)設(shè)置對(duì)象的日期，但是如果每次創(chuàng)建對(duì)象時(shí)都需要調(diào)用該函數(shù)來(lái)設(shè)置日期信息，未免有些麻煩，那么能否再對(duì)象創(chuàng)建的同時(shí)就進(jìn)行初始化呢？
這里就需要用到類的默認(rèn)成員函數(shù)–構(gòu)造函數(shù)了。
構(gòu)造函數(shù)是一個(gè)特殊的成員函數(shù)，名字與類名相同,創(chuàng)建類類型對(duì)象時(shí)由編譯器自動(dòng)調(diào)用，保證每個(gè)數(shù)據(jù)成員都有 一個(gè)合適的初始值，并且在對(duì)象的生命周期內(nèi)只調(diào)用一次。
2.特性
需要注意，構(gòu)造函數(shù)雖然名為構(gòu)造函數(shù)，但是其作用并非為成員變量開辟空間，而是初始化對(duì)象。其特征如下：
函數(shù)名與類名相同。
沒有返回值。
編譯器會(huì)再對(duì)象實(shí)例化時(shí)自動(dòng)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。
構(gòu)造函數(shù)可以重載。
需要注意的是在類實(shí)例化對(duì)象的時(shí)候，如果變量后面帶上了()，而括號(hào)內(nèi)沒有參數(shù)，那么這就成了函數(shù)聲明，該函數(shù)無(wú)參，且返回值為類名。
class Date
{
public:
Date()//無(wú)參的構(gòu)造函數(shù)
{
_year = 0;
_month = 1;
_day = 1;
}
//帶參的構(gòu)造函數(shù)
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;//調(diào)用無(wú)參的構(gòu)造函數(shù)
Date d2(0, 1, 1);//調(diào)用帶參的構(gòu)造函數(shù)
Date d3();//無(wú)參，返回值為Date的函數(shù)聲明
return 0;
}
隱式構(gòu)造函數(shù)
如果類中沒有顯式定義構(gòu)造函數(shù)，那么c++編譯器將會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)無(wú)參的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，而如果用戶顯式定義了構(gòu)造函數(shù)，那么編譯器將不再生成構(gòu)造函數(shù)。
需要注意的是編譯器自己生成的構(gòu)造函數(shù)在初始化對(duì)象時(shí)做了一個(gè)偏心的處理：即對(duì)于內(nèi)置類型，編譯器不會(huì)處理；而對(duì)于自定義類型，編譯器會(huì)自定義類型調(diào)用它自己的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。內(nèi)置類型指的是語(yǔ)法已經(jīng)定義好的類型，如：int,double,long等等；自定義類型是使用struct/class/union定義的類型。
這是什么意思呢？我們通過(guò)下面這個(gè)代碼來(lái)理解：
class C
{
public:
C()
{
cout << "C()" << endl;
}
private:
int _c;
};
class Date
{
public:
//若用戶顯式定義了構(gòu)造函數(shù)，那么編譯器將不再生成
/*Date()
{
_year = 0;
_month = 1;
_day = 1;
}
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}*/
private:
//內(nèi)置類型
int _year;
int _month;
int _day;
//自定義類型
C c1;
};
int main()
{
Date d1;//調(diào)用無(wú)參的構(gòu)造函數(shù)
return 0;
}
通過(guò)調(diào)試可以發(fā)現(xiàn)，d1自身的內(nèi)置類型變量仍為隨機(jī)值，編譯器調(diào)用的構(gòu)造函數(shù)并沒有處理，而對(duì)于自定義類型，可以看到編譯器調(diào)用了自定義類型中的默認(rèn)函數(shù)，但是實(shí)際上如果調(diào)用編譯器自己生成的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，最終的結(jié)果就是所有的內(nèi)置類型變量仍然為隨機(jī)值，這么看下來(lái)好像編譯器自己生成的構(gòu)造函數(shù)好像沒什么用？
實(shí)則不然，比如我們?cè)鲞^(guò)用棧實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的題，這道題的思路是用兩個(gè)棧來(lái)回倒保證隊(duì)列的先進(jìn)先出，而這里面的兩個(gè)結(jié)構(gòu)棧和用棧實(shí)現(xiàn)的隊(duì)列的代碼為：
class Stack//棧
{
public:
Stack(int capacity = 4)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
if (_a == nullptr)
{
cout << "malloc fail" << endl;
exit(-1);
}
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
struct MyQueue//用兩個(gè)棧實(shí)現(xiàn)隊(duì)列
{
Stack s1;
Stack s2;
};
可以看到在用MyQueue這個(gè)類實(shí)例化對(duì)象時(shí)，編譯器調(diào)用Stack中的構(gòu)造函數(shù)分別對(duì)成員變量s1和s2初始化，因此，我們無(wú)需再對(duì)其進(jìn)行初始化了，這相對(duì)來(lái)說(shuō)方便了許多。
無(wú)參和全缺省的函數(shù)均為默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
無(wú)參的構(gòu)造函數(shù)和全缺省的構(gòu)造函數(shù)都被稱為默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，但是需要注意的是：無(wú)參的構(gòu)造函數(shù)和全缺省的構(gòu)造函數(shù)二者只能存在一個(gè)，這是因?yàn)椋绻叨即嬖诘脑?，那么在?shí)例化對(duì)象不帶參數(shù)時(shí)，編譯器無(wú)法區(qū)分是調(diào)用哪一個(gè)函數(shù)。
class Date
{
public:
Date()
{
_year = 0;
_month = 1;
_day = 1;
}
Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;//錯(cuò)誤，編譯器無(wú)法識(shí)別要調(diào)用哪一個(gè)構(gòu)造函數(shù)
return 0;
}
在實(shí)際過(guò)程中，我們更傾向于使用全缺省的構(gòu)造函數(shù)，因?yàn)樗藷o(wú)參的構(gòu)造函數(shù)的情況。
成員變量的命名風(fēng)格
可以注意到的是在定義類的時(shí)候成員變量前都加了一個(gè)_，這是為了防止下面這種情況：
class Date
{
public:
Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
{
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.Print();
return 0;
}
可以看到，d1調(diào)用了構(gòu)造函數(shù)后，其成員變量認(rèn)為隨機(jī)值。這是因?yàn)樵趛ear = year這句代碼中，兩個(gè)year變量均為函數(shù)形參，實(shí)際上編譯器在處理這種變量時(shí)，會(huì)遵循局部?jī)?yōu)先原則，即編譯器在函數(shù)形參中找到了year變量，就不會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大搜索范圍去尋找成員變量中的year變量，而在Print函數(shù)中，編譯器由于在形參中未找到y(tǒng)ear變量，因此繼續(xù)擴(kuò)大搜索范圍，在成員變量中找到了year并使用之。
因此，在聲明成員變量的命名時(shí)需要遵循一定的規(guī)范，常見的有：（1）在變量名前加_,如_year （2）在變量名后加_,如year_ (3)駝峰法，如mYear,m表示member。
另外，上述情況可以通過(guò)使用this指針進(jìn)行解決，即將代碼改為this->year = year;但在實(shí)際使用過(guò)程中，最好還是注重成員變量的命名
補(bǔ)充
由于早期c++語(yǔ)法設(shè)計(jì)的缺陷，編譯器默認(rèn)生成的構(gòu)造函數(shù)并不會(huì)對(duì)內(nèi)置類型變量初始化，因此在c++11后，語(yǔ)法委員會(huì)在成員變量聲明處打了一個(gè)補(bǔ)丁，運(yùn)行，變量聲明的同時(shí)加上缺省值，比如：
class Date
{
public:
Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
//注意，此處僅為缺省值，仍為變量聲明，而非初始化（定義）
int _year = 0;
int _month = 1;
int _day = 1;
};
析構(gòu)函數(shù)
1.概念
與構(gòu)造函數(shù)相比，析構(gòu)函數(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單一些。析構(gòu)函數(shù)的作用與構(gòu)造函數(shù)的相反，析構(gòu)函數(shù)并不是完成對(duì)象的銷毀，因?yàn)榫植繉?duì)象的銷毀工作是由編譯器來(lái)完成的。一個(gè)詞來(lái)概括析構(gòu)函數(shù)的作用就是清理，即對(duì)象在銷毀的時(shí)候會(huì)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，完成類當(dāng)中的一些資源清理工作。
2.特性
析構(gòu)函數(shù)是一種特殊的成員函數(shù)，其特征如下：
析構(gòu)函數(shù)名是類名前加上~號(hào)
析構(gòu)函數(shù)無(wú)參數(shù)無(wú)返回值
一個(gè)類有且只有一個(gè)析構(gòu)函數(shù)
若析構(gòu)函數(shù)為顯式定義，那么系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成默認(rèn)的析構(gòu)函數(shù)。
與構(gòu)造函數(shù)一樣，系統(tǒng)的默認(rèn)析構(gòu)函數(shù)對(duì)于內(nèi)置類型變量不會(huì)處理，對(duì)于自定義變量會(huì)調(diào)用其自身的析構(gòu)函數(shù)。
其次，對(duì)于Date類這樣的類，由于其內(nèi)部沒有什么資源需要處理，因此不需要析構(gòu)函數(shù)；對(duì)于Stack這樣的類，其內(nèi)部由資源需要處理，比如對(duì)malloc出來(lái)的空間進(jìn)行釋放，因此需要實(shí)現(xiàn)析構(gòu)函數(shù)。
還是之前的代碼，在用兩個(gè)棧實(shí)現(xiàn)隊(duì)列中，在Stack類中實(shí)現(xiàn)了構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，那么用MyQueue實(shí)例化my變量后無(wú)法自己實(shí)現(xiàn)初始化和空間的釋放：
class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 4)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
if (_a == nullptr)
{
cout << "malloc fail" << endl;
exit(-1);
}
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
~Stack()
{
free(_a);
_a = NULL;
_top = _capacity = 0;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
struct MyQueue
{
Stack s1;
Stack s2;
};
int main()
{
//我們無(wú)需自己對(duì)mq進(jìn)行初始化和清理空間
//編譯會(huì)自動(dòng)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)
MyQueue mq;
return 0;
}
c++編譯器在對(duì)象生命周期結(jié)束時(shí)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)
class Date
{
public:
Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
~Date()
{
cout << "~Date()" << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
return 0;//編譯器在執(zhí)行這句代碼的同時(shí)會(huì)調(diào)用類中的析構(gòu)函數(shù)
}
拷貝構(gòu)造函數(shù)
1.概念
拷貝構(gòu)造函數(shù)，顧名思義，其作用就是創(chuàng)建一個(gè)和被拷貝對(duì)象一模一樣的對(duì)象。
拷貝構(gòu)造函數(shù)只有單個(gè)形參，該形參是對(duì)本類類型對(duì)象的引用(一般常用const修飾)，在用已存在的類類型對(duì)象創(chuàng)建新對(duì)象時(shí)由編譯器自動(dòng)調(diào)用。
2.特性
拷貝構(gòu)造函數(shù)也是特殊的成員函數(shù)，其特征是：
拷貝構(gòu)造函數(shù)是構(gòu)造函數(shù)的一個(gè)重載形式
參數(shù)只有一個(gè)且為引用傳參
拷貝構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)只有一個(gè)且必須為引用傳參，使用傳值方式會(huì)引發(fā)無(wú)窮遞歸調(diào)用。
class Date
{
public:
Date()
{
_year = 0;
_month = 1;
_day = 1;
}
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
Date(Date& d)
{
_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;
}
那么為什么說(shuō)傳值會(huì)導(dǎo)致無(wú)窮遞歸調(diào)用呢？首先我們需要理解到調(diào)用函數(shù)傳值給形參也是一種拷貝，比如說(shuō)：
同樣的，對(duì)于拷貝構(gòu)造函數(shù)，若形參為傳值調(diào)用，那么在上述代碼中將d2賦值給形參d時(shí)也會(huì)調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)，而每一次調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)都會(huì)經(jīng)過(guò)依次賦值操作，從而導(dǎo)致無(wú)窮遞歸調(diào)用：
而傳引用就能夠很好的解決這個(gè)問題，其次，傳指針也可以達(dá)到目的，不過(guò)一般傳引用的話可以增強(qiáng)代碼可讀性。
若未顯式定義，系統(tǒng)會(huì)生成默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)
與構(gòu)造函數(shù)一樣，如果我們自己沒有實(shí)現(xiàn)拷貝構(gòu)造函數(shù)，那么編譯器會(huì)生成默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)；但是與構(gòu)造函數(shù)不同的是，默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)對(duì)于內(nèi)置類型和自定義類型變量都會(huì)處理：
（1）對(duì)于內(nèi)置類型，默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)會(huì)對(duì)對(duì)象進(jìn)行淺拷貝，即按照內(nèi)存存儲(chǔ)中的字節(jié)序?qū)?duì)象進(jìn)行拷貝，也叫值拷貝。
（2）對(duì)于自定義類型，默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)會(huì)調(diào)用自定義類型中自己的拷貝構(gòu)造函數(shù)。
class A
{
public:
A()
{
_a = 0;
}
A(const A& a)
{
cout << "A(const A& a)" << endl;
}
private:
int _a;
};
class Date
{
public:
Date()
{
_year = 0;
_month = 1;
_day = 1;
}
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//調(diào)用默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)
/*Date(Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}*/
private:
int _year;
int _month;
int _day;
A aa;
};
int main()
{
Date d1;
Date d2(d1);
return 0;
}
淺拷貝的注意事項(xiàng)
通過(guò)上面我們知道了默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)淺拷貝，也就是說(shuō)，對(duì)于Date這樣的類，我們無(wú)需自己實(shí)現(xiàn)拷貝構(gòu)造函數(shù)只用默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)拷貝目的，那么是否用編譯器自己的函數(shù)就夠了呢？
其實(shí)不然，比如我們熟知的Stack類，如果直接調(diào)用系統(tǒng)默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)：
class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 4)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
if (_a == nullptr)
{
cout << "malloc fail" << endl;
exit(-1);
}
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
~Stack()
{
free(_a);
_a = NULL;
_top = _capacity = 0;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
int main()
{
Stack s1(8);
Stack s2(s1);
return 0;
}
上述代碼，我們運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，程序崩潰了，這是為什么呢？這是因?yàn)橄到y(tǒng)默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)拷貝出了一份與s1一模一樣的s2：
而我們知道當(dāng)對(duì)象的生命周期結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)對(duì)類空間進(jìn)行清理，由于s2是后壓棧的，因此會(huì)先清理，這時(shí)s2._a所指的空間已經(jīng)free還給操作系統(tǒng)了，但是s1還會(huì)再次調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，將已經(jīng)釋放的s1._a所指向的空間再一次釋放（注意，s2._a釋放完后s1._a仍指向原空間，此時(shí)s1._a為野指針），這個(gè)操作最終會(huì)導(dǎo)致程序崩潰。
可見編譯器默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)并不能解決所有的問題，淺拷貝會(huì)導(dǎo)致一些錯(cuò)誤，那么要如何解決淺拷貝的帶來(lái)的問題呢？這就要我們之后介紹的深拷貝來(lái)解決了。
總結(jié)
本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！
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獨(dú)立鉆石是源于18世紀(jì)法國(guó)的宮廷貴族的自我挑戰(zhàn)類單人棋游戲，可以鍛煉邏輯思維能力。本文將用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)這一簡(jiǎn)單的游戲，感興趣的小伙伴可以了解一下2023-02-02
本文主要介紹了如何使用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)通訊錄。實(shí)現(xiàn)通訊錄的過(guò)程中，會(huì)大量用到C語(yǔ)言的知識(shí)點(diǎn)，包括但不限于：函數(shù)、自定義類型、指針、動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理、文件操作，感興趣的可以了解一下2023-05-05
C++ 讀寫文件安全又簡(jiǎn)潔的簡(jiǎn)單實(shí)例
這篇文章主要介紹了C++ 讀寫文件安全又簡(jiǎn)潔的簡(jiǎn)單實(shí)例的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下2017-06-06