类和对象中

xie0510_

715人浏览 · 2025-11-26 21:49:01

xie0510_ · 2025-11-26 21:49:01 发布

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。

2. 构造函数

2.1 概念

对于以下Date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。

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。

 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(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，否则就成了函数声明
      // 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
      // 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();
 }

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:
 /*
 // 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;
 }

6、默认构造函数规则：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。默认构造函数对内置类型不做处理，对自定义类型调用它的构造函数。

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。（类似缺省参数）

#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=1;
	int _month=1;
	int _day=1;
};

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;
}

像这里给了缺省参数，初始化时直接用的缺省参数的值。

一般情况下，有内置类型成员，就要自己写构造函数，全是自定义类型的成员，可以考虑让编译器自己生成。

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。

class Date
{
public:
 Date()
 {
 _year = 1900;
 _month = 1;
 _day = 1;
 }
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 {
 _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？
void Test()
{
 Date d1;

这段代码就无法通过编译，虽然说以上两个Date函数构成函数重载，但是无参调用的时候会发生冲突。

3.析构函数

3.1 概念

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。

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;
 }
 void Push(DataType data)
 {
 // CheckCapacity();
 _array[_size] = data;
 _size++;
 }

 ~Stack()
{
 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);
}

像上面的~stack就是析构函数。

总结：

1、一般来说，有动态申请资源，就需要显示写析构函数释放资源。

2、没有动态申请的资源，不需要写析构函数。

3、需要释放资源的成员都是自定义类型，不需要写析构函数。

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

4. 拷贝构造函数

4.1 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。

4.2 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。

当函数形参是自定义类型时，编译器会自动调用拷贝构造来赋值一份给临时变量，而调用拷贝构造时又要调用拷贝构造...就会形成死递归。

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。

默认的拷贝构造函数规则：内置类型完成值拷贝（浅拷贝）

自定义类型成员调用它的拷贝构造

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。

5.赋值运算符重载

5.1 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。

class Date
{ 
public:
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
   }
    
    // bool operator==(Date* this, const Date& d2)
    // 这里需要注意的是，左操作数是this，指向调用函数的对象
    bool operator==(const Date& d2)
 {
        return _year == d2._year;
            && _month == d2._month
            && _day == d2._day;
 }
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};

5.2 赋值运算符重载

1. 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（不用生成拷贝）

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 ;
};

2. 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

class Date
{
public:
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};
// 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

原因：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。

3. 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。

注意：如果类中未涉及到资源管理，赋值运算符是否实现都可以；一旦涉及到资源管理则必

须要实现。

5.3 前置++和后置++重载

class Date
{
public:
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
 // 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
 Date& operator++()
 {
 _day += 1;
 return *this;
 }
 // 后置++：
 // 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
 // 注意：后置++是先使用后+1，因此需要返回+1之前的旧值，故需在实现时需要先将this保存
一份，然后给this+1
 // 而temp是临时对象，因此只能以值的方式返回，不能返回引用
 Date operator++(int)
 {
 Date temp(*this);
 _day += 1;
 return temp;
 }
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};
int main()
{
 Date d;
 Date d1(2022, 1, 13);
 d = d1++;    // d: 2022,1,13   d1:2022,1,14
 d = ++d1;    // d: 2022,1,15   d1:2022,1,15
 return 0;
}

6.日期类的实现

class Date
{
public:
	// 获取某年某月的天数
	int GetMonthDay(int year, int month)
	{
		static int days[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30,
	   31 };
		int day = days[month];
		if (month == 2
			&& ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)))
		{
			day += 1;
		}
		return day;
	}

	// 全缺省的构造函数
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	// 拷贝构造函数
 // d2(d1)
	Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month =d._month;
		_day = d._day;
	}

	// 赋值运算符重载
 // d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)
	Date& operator=(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
		return *this;
	}
	// 析构函数
	~Date()
	{

	}
	//打印
	void Print()
	{
		cout << this->_year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
	}
	// 日期+=天数
	Date& operator+=(int day)
	{
		_day += day;
		while (_day > this->GetMonthDay(this->_year,this->_month))
		{
			_day -= GetMonthDay(this->_year, this->_month);
			_month++;
			if (_month == 13)
			{
				_year++;
				_month = 1;
			}
		}
		return *this;
	}
	// 日期+天数
	Date operator+(int day)
	{
		Date tmp = *this;
		tmp += day;
		return tmp;
	 
	}
	// 日期-天数
	Date operator-(int day)
	{
		Date tmp = *this;
		tmp.operator-=(day);
		return tmp;
		
	}
	// 日期-=天数
	Date& operator-=(int day)
	{
		_day -= day;
		while (_day < 1)
		{
			_month--;
			_day += GetMonthDay(_year, _month);
            if (_month == 0)
			{
				_year--;
				_month = 12;
			}
		}
		return *this;
	}
	// 前置++
	Date& operator++()
	{
		*this = *this + 1;
		return *this;
	}
	// 后置++
	Date operator++(int)
	{
		Date tmp = *this;
		*this+=1;
		return tmp;

	}
	// 后置--
	Date operator--(int)
	{
		Date tmp = *this;
		*this -= 1;
		return tmp;
	}
	// 前置--
	Date& operator--()
	{
		*this = *this - 1;
		return *this;
	}

	// >运算符重载
	bool operator>(const Date& d)
	{
		if (_year > d._year)
		{
			return true;
		}
		else if (_year==d._year && _month > d._month)
		{
			return true;
		}
		else if (_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day)
		{
			return true;
		}
		return false;
	}
	// ==运算符重载
	bool operator==(const Date& d)
	{
		return _year == d._year && _month == d._month && _day == d._day;
	}
	// >=运算符重载
	bool operator >= (const Date& d)
	{
		return *this > d || *this == d;
	}

	// <运算符重载
	bool operator < (const Date& d)
	{
		return !(*this >= d);
	}
	// <=运算符重载
	bool operator <= (const Date& d)
	{
		return !(*this > d);
	}
	// !=运算符重载
	bool operator != (const Date& d)
	{
		return !(*this == d);
	}
	// 日期-日期 返回天数
	int operator-(const Date& d)
	{
		if (*this > d)
		{
			// 1. 定义大小日期，默认this是大日期，d是小日期
			Date max = *this;
			Date min = d;
			int flag = 1; // 标记差值正负：1表示this > d，-1表示this < d

			// 2. 若this < d，交换大小日期，标记为负
			if (*this < d)
			{
				max = d;
				min = *this;
				flag = -1;
			}

			// 3. 循环：小日期自增到等于大日期，累加天数
			int days = 0;
			while (min != max)
			{
				min++; // 复用已实现的前置++（或min += 1）
				days++;
			}

			// 4. 返回带符号的天数差
			return days * flag;
		}
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};