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初始C++：类和对象（中）

news 来源：原创 2025/7/28 6:37:14

概述：本篇博客主要介绍类和对象的相关知识。

1. 类的默认成员函数

默认成员函数就是用户没有显示实现，编译器会自动生成的成员函数称为默认成员函数。一个类，在不写任何代码的情况下编译器会默认生成以下六个默认函数，在六个默认函数之中最重要的是前四个。默认成员函数复杂并且也很重要，我们从以下两个方面进行学习；

第一：我们不写代码时，编译器默认生成的函数行为是什么，是否满足我们的需求。
第二：编译器默认生成的函数不满足我们的需求时，我们需要自己实现，如何实现也是学习目标之一。

2. 构造函数

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（我们常使用的局部对象时栈帧创建时，空间就开好了），而是对象实例化时初始化对象。

构造函数的特点：

函数名与类名相同。

无返回值。

对象实例化时系统会自动调用对应的构造函数。

构造函数可以重载。

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。

无参构造函数、全缺省构造函数、我们不写构造时编译器默认⽣成的构造函数，都叫做默认构造函数。但是这三个函数有且只有⼀个存在，不能同时存在。无参构造函数和全缺省构造函数虽然构成函数重载，但是调⽤时会存在歧义。要注意很多同学会认为默认构造函数是编译器默认生成那个叫默认构造，实际上无参构造函数、全缺省构造函数也是默认构造，总结⼀下就是不传实参就可以调用的构造就叫默认构造。

我们不写，编译器默认生成的构造，对内置类型成员变量的初始化没有要求，也就是说是是否初始化是不确定的，看编译器。对于⾃定义类型成员变量，要求调用这个成员变量的默认构造函数初始化。如果这个成员变量，没有默认构造函数，那么就会报错，我们要初始化这个成员变量，需要用初始化列表才能解决，

说明： 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原生数据类型，如：int/char/double/指针等，自定义类型就是我们使用class/struct等关键字自己定义的类型。

以日期类为例子：

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:// 1.⽆参构造函数 Date(){_year = 1;_month = 1;_day = 1;}// 2.带参构造函数 Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}// 3.全缺省构造函数 /*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;int _month;int _day;
};int main()
{// 如果留下三个构造中的第⼆个带参构造，第⼀个和第三个注释掉 // 编译报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可⽤ Date d1; // 调⽤默认构造函数 Date d2(2025, 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，否则编译器⽆法 // 区分这⾥是函数声明还是实例化对象 // warning C4930: “Date d3(void)”: 未调⽤原型函数(是否是有意⽤变量定义的?) Date d3();d1.Print();d2.Print();return 0;
}

3. 析构函数

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，比如局部对象时存在栈帧时，函数结束栈帧销毁，就释放掉了，C++规定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释放工作。

析构函数的特点：

析构函数名是在类名前加上字符 ~。
无参数无返回值。（跟构造类似）
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。
对象生命周期结束时，系统会自动调用析构函数。
跟构造函数类似，我们不写编译器自动生成的析构函数对内置类型成员不做处理，自定类型成员会调用它的析构函数。
还需要注意的是我们显示写析构函数，对于自定义类型成员也会调用他的析构，也就是说自定义类型成员无论什么情况都会自动调用析构函数。
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，如Date；如果默认生成的析构就可以用，也就不需要显示写析构，如MyQueue；但是有资源申请时，⼀定要自己写析构，否则会造成资源泄漏，如Stack。
⼀个局部域的多个对象，C++规定后定义的先析构。

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;
class Stack
{
public:Stack(int n = 4){_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);if (nullptr == _a){perror("malloc申请空间失败");return;}_capacity = n;_top = 0;}~Stack(){cout << "~Stack()" << endl;free(_a);_a = nullptr;_top = _capacity = 0;}
private:STDataType* _a;size_t _capacity;size_t _top;
};

4.拷贝构造函数

如果⼀个构造函数的第⼀个参数是自身类类型的引用，且任何额外的参数都有默认值，则此构造函数也叫做拷贝构造函数，也就是说拷贝构造是⼀个特殊的构造函数。

拷贝构造的特点：

拷贝构造函数是构造函数的⼀个重载。
拷贝构造函数的第⼀个参数必须是类类型对象的引用，使用传值方式编译器直接报错，因为语法逻辑上会引发无穷递归调用。拷贝构造函数也可以多个参数，但是第⼀个参数必须是类类型对象的引用，后面的参数必须有缺省值。
C++规定自定义类型对象进行拷贝行为必须调用拷贝构造，所以这里自定义类型传值传参和传值返回都会调用拷贝构造完成。
若未显式定义拷贝构造，编译器会生成自动生成拷贝构造函数。自动生成的拷贝构造对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝(⼀个字节⼀个字节的拷贝)，对自定义类型成员变量会调用他的拷贝构造。

5. 赋值运算符重载

5.1 运算符重载

当运算符被用于类类型的对象时，C++语言允许我们通过运算符重载的形式指定新的含义。C++规定类类型对象使用运算符时，必须转换成调用对应运算符重载，若没有对应的运算符重载，则会编译报错。
运算符重载是具有特殊名字的函数，他的名字是由operator和后面要定义的运算符共同构成。和其他函数⼀样，它也具有其返回类型和参数列表以及函数体。
重载运算符函数的参数个数和该运算符作用的运算对象数量⼀样多。⼀元运算符有⼀个参数，二元运算符有两个参数，二元运算符的左侧运算对象传给第⼀个参数，右侧运算对象传给第二个参数。
如果⼀个重载运算符函数是成员函数，则它的第⼀个运算对象默认传给隐式的this指针，因此运算符重载作为成员函数时，参数比运算对象少⼀个。
运算符重载以后，其优先级和结合性与对应的内置类型运算符保持⼀致。
不能通过连接语法中没有的符号来创建新的操作符：比如operator@。

5.2 赋值运算符重载

赋值运算符重载是⼀个默认成员函数，用于完成两个已经存在的对象直接的拷贝赋值，要注意跟拷贝构造区分，拷贝构造用于⼀个对象拷贝初始化给另⼀个要创建的对象。

赋值运算符的特点：

赋值运算符重载是⼀个运算符重载，规定必须重载为成员函数。赋值运算重载的参数建议写成 const 当前类类型引用，否则会传值传参会有拷贝
有返回值，且建议写成当前类类型引用，引用返回可以提高效率，有返回值目的是为了支持连续赋值场景。
没有显式实现时，编译器会自动生成⼀个默认赋值运算符重载，默认赋值运算符重载⾏为跟默认拷贝构造函数类似，对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝(⼀个字节⼀个字节的拷贝)，对自定义类型成员变量会调用他的赋值重载函数。

6. 小结

以上便是本篇博客的所有内容了，如果大家学到知识的话，还请给博主点点赞！！！