類的六個(gè)成員函數(shù)

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事實(shí)上任何一個(gè)類，在我們不寫(xiě)的情況下，都會(huì)自動(dòng)生成6個(gè)默認(rèn)的成員函數(shù)。

1.構(gòu)造函數(shù)

概念：

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，實(shí)例化對(duì)象時(shí)由編譯器自動(dòng)調(diào)用，以此來(lái)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。

構(gòu)造函數(shù)的主要作用是初始化對(duì)象，而不是開(kāi)辟空間創(chuàng)建對(duì)象。

特征：

1.函數(shù)名與類名相同

2.創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，由編譯器自動(dòng)調(diào)用，用戶無(wú)法調(diào)用

3.無(wú)返回值（void也不可以）

4.構(gòu)造函數(shù)可以重載

5.若類中沒(méi)有顯式定義構(gòu)造函數(shù)，則編譯器會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)無(wú)參的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)；若用戶已顯式定義，則編譯器不再生成

6.無(wú)參和全缺省的構(gòu)造函數(shù)都稱為默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，且默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)只能有一個(gè)

例1：

例2：

例3：

2.析構(gòu)函數(shù)

概念：

與構(gòu)造函數(shù)相反，析構(gòu)函數(shù)不是完成對(duì)象的銷毀，局部對(duì)象銷毀工作是由編譯器完成的，而對(duì)象在銷毀時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，完成類的一些資源清理工作。

特性：

1.析構(gòu)函數(shù)名是在類名前加上一個(gè)字符‘~’。

2.沒(méi)有參數(shù)（可以加void，但一般不會(huì)這樣使用），沒(méi)有返回值。

3.一個(gè)類有且僅有一個(gè)析構(gòu)函數(shù)（不能重載）。若未顯式定義，系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)生成默認(rèn)的析構(gòu)函數(shù)。

4.對(duì)象生命周期結(jié)束時(shí)，C++編譯系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。

默認(rèn)的成員函數(shù)，一定會(huì)生成？

從語(yǔ)法上來(lái)講，是一定會(huì)生成的，但是實(shí)際情況中并不一定。因?yàn)檎Z(yǔ)法是靠人來(lái)具體實(shí)現(xiàn)的，有時(shí)需要考慮一些其他因素，比如程序的運(yùn)行效率，所以有可能不會(huì)嚴(yán)格按照語(yǔ)法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

? 比如一下代碼，并沒(méi)有什么意義，在某些編譯器及版本中（例：VS2013），就不會(huì)生成類的默認(rèn)成員函數(shù)。

3.拷貝構(gòu)造函數(shù)

概念：

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，防止被修改），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。

特征：

1.拷貝構(gòu)造函數(shù)是構(gòu)造函數(shù)的一個(gè)重載形式

2.拷貝構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)只有一個(gè)且必須使用引用傳參，使用傳值方式會(huì)引發(fā)無(wú)窮遞歸調(diào)用

3.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)。

注意：默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)對(duì)象按內(nèi)存存儲(chǔ)按字節(jié)序完成拷貝，這種拷貝屬于淺拷貝，或叫值拷貝；所以沒(méi)有涉及到資源管理，可以直接使用默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)。

為什么拷貝構(gòu)造函數(shù)使用傳值方式會(huì)引發(fā)無(wú)窮遞歸？

? 那我們就假設(shè)可以使用傳值方式，那么在調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)時(shí)就會(huì)發(fā)生臨時(shí)拷貝，需要將實(shí)參拷貝到形參中，即通過(guò)實(shí)參來(lái)構(gòu)造形參對(duì)象，那么此時(shí)就又需要調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)，因此陷入無(wú)窮遞歸調(diào)用。

什么情況需要自實(shí)現(xiàn)拷貝構(gòu)造函數(shù)？

? 因?yàn)槟J(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)采用的是淺拷貝，因此當(dāng)涉及到資源的管理時(shí)，就需要自實(shí)現(xiàn)拷貝構(gòu)造函數(shù)。

調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)的場(chǎng)景

（1）用一個(gè)對(duì)象直接構(gòu)造一個(gè)新對(duì)象

（2）類類型對(duì)象，以值的形式傳參

（3）類類型對(duì)象，以值的方式作為函數(shù)返回值

注意：若直接創(chuàng)建返回一個(gè)匿名對(duì)象，編譯器不會(huì)通過(guò)拷貝構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)對(duì)象返回，而是直接將匿名對(duì)象返回。

4.賦值運(yùn)算符重載

概念：

C++為了增強(qiáng)代碼的可讀性引入了運(yùn)算符重載，運(yùn)算符重載是具有特殊函數(shù)名的函數(shù)，也具有其返回值類型、函數(shù)名，以及參數(shù)列表，其返回值類型與參數(shù)列表和普通的函數(shù)類似。

函數(shù)名：關(guān)鍵字operator后面接需要重載的運(yùn)算符符號(hào)

函數(shù)原型：返回值類型? operator操作符（參數(shù)列表）

注意：

1.不能通過(guò)連接其他符號(hào)來(lái)創(chuàng)建新的操作符，比如operator@

2.重載操作符必須有一個(gè)類類型或者枚舉類型的操作數(shù)

3.用于內(nèi)置類型的操作符，其含義不能改變，例如：內(nèi)置的整型+，不能改變其含義

4.作為類成員的重載函數(shù)時(shí)，其形參看起來(lái)比操作數(shù)數(shù)目少一，其實(shí)成員函數(shù)的操作符有一個(gè)默認(rèn)的形參this，限定為第一個(gè)參數(shù)

5.以下五個(gè)運(yùn)算符不能重載：.*、::、sizeof、?:、.

什么情況需要自實(shí)現(xiàn)賦值運(yùn)算符重載？

默認(rèn)的賦值運(yùn)算符重載，也是采用的淺拷貝，所以如果類中未涉及到資源管理時(shí)，賦值操作是否顯示提供都可以，需要?jiǎng)t提供，不需要?jiǎng)t可不提供，利用編譯器完成賦值操作即可。

若類中涉及到資源管理，則用戶必須顯示實(shí)現(xiàn)，否則編譯器默認(rèn)生成的賦值運(yùn)算符重載實(shí)現(xiàn)采用的是淺拷貝，可能造成資源、內(nèi)存泄漏，和多個(gè)對(duì)象共享同一份資源，在銷毀時(shí)造成代碼崩潰。

為什么賦值運(yùn)算符重載必須重載為類的成員函數(shù)？

? 因?yàn)橘x值運(yùn)算符重載是類默認(rèn)的成員函數(shù)，若用戶沒(méi)有顯示定義時(shí)，編譯器會(huì)自動(dòng)生成一份，而此時(shí)若用戶自己再在類外實(shí)現(xiàn)一份，相等于存在兩個(gè)賦值運(yùn)算符重載形成歧義，編譯器則會(huì)報(bào)錯(cuò)。

較為標(biāo)準(zhǔn)的賦值運(yùn)算符重載

（1）加返回值，支持連續(xù)賦值

類類型對(duì)象賦值，相當(dāng)于是調(diào)用賦值運(yùn)算符重載函數(shù)，結(jié)合連續(xù)賦值的本質(zhì)，所以需要對(duì)賦值運(yùn)算符重載函數(shù)加返回值。

（2）返回引用（前提不影響功能實(shí)現(xiàn)），提高效率

返回引用，則返回時(shí)不需要再調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造臨時(shí)對(duì)象，提高程序效率。

（3）引用傳參，提高效率

（4）const修飾參數(shù)，防止參數(shù)對(duì)象被修改

（5）添加檢驗(yàn)，防止本身給本身賦值

實(shí)現(xiàn)重載前置++與后置++

因?yàn)?+運(yùn)算符是單目運(yùn)算符，作為類的成員重載函數(shù)，自帶了默認(rèn)的形參this，所以為了能夠?qū)崿F(xiàn)前置與后置++重載，在后置++重載函數(shù)中多加一個(gè)int形參作為區(qū)分。

注意：

后置++是先使用，再+1。所以需要先臨時(shí)保存對(duì)象，再對(duì)對(duì)象數(shù)據(jù)+1，然后返回的是+1前的臨時(shí)對(duì)象（即這里不可以返回引用）。

實(shí)現(xiàn)流提取運(yùn)算符<<重載

若重載為類的成員函數(shù)：

? 語(yǔ)法上是可以的，但是因?yàn)槠渥詭J(rèn)參數(shù)this，所以其使用邏輯為"對(duì)象名<

<<重載規(guī)定：

? 第一個(gè)參數(shù)必須是ostream的對(duì)象，第二個(gè)參數(shù)才是要打印的內(nèi)容，所以一般重載為全局函數(shù)。

5.const成員函數(shù)

const修飾類的成員函數(shù)：

將const修飾的類成員函數(shù)稱之為const成員函數(shù)；const修飾類成員函數(shù)，（本質(zhì)）實(shí)際上修飾該成員函數(shù)隱藏的this指針，表明在該成員函數(shù)中不能對(duì)類的任何成員進(jìn)行修改。

例：

比如以下函數(shù)，本意只是想對(duì)時(shí)間進(jìn)行一個(gè)打印輸出，但是在內(nèi)部可能不小心會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)造成修改，影響功能實(shí)現(xiàn)：

this的類型：Time* const this

即this指針的指向不能修改，但是this指向?qū)ο笾械膬?nèi)容可以修改。

此時(shí)就可以通過(guò)const修飾該成員函數(shù)，表明在該成員函數(shù)中不能對(duì)類的任何成員進(jìn)行修改。

this的類型：const Time* const this

即this指針的指向不能修改，指向?qū)ο笾械膬?nèi)容也不能修改。

相關(guān)問(wèn)題

（1）const對(duì)象能否調(diào)用非const成員函數(shù)？

? 不能，const類型對(duì)象只能調(diào)用const成員函數(shù)，不能調(diào)用普通成員函數(shù)。因?yàn)槠胀ǔ蓡T函數(shù)可能會(huì)對(duì)對(duì)象中的成員進(jìn)行修改。

（2）非const對(duì)象能否調(diào)用const成員函數(shù)？

? 可以，普通對(duì)象對(duì)于普通成員函數(shù)和const成員函數(shù)都可以調(diào)用。

（3）const成員函數(shù)內(nèi)，能否調(diào)用其他的非const成員函數(shù)？

? 不能，同理非const成員函數(shù)可能會(huì)對(duì)對(duì)象的成員進(jìn)行修改，而const成員函數(shù)內(nèi)不能對(duì)對(duì)象的任何成員進(jìn)行修改。

（4）非const成員函數(shù)內(nèi)，能否調(diào)用其他的const成員函數(shù)？

? 可以。

注意：

構(gòu)造函數(shù)，拷貝構(gòu)造函數(shù)，析構(gòu)函數(shù)，賦值運(yùn)算符重載，不可以使用const修飾。因?yàn)橐陨纤膫€(gè)函數(shù)目的就是對(duì)成員進(jìn)行修改。

mutable關(guān)鍵字

? mutable關(guān)鍵字修飾成員變量，表示該成員變量可以在const修飾中被修改。

6.取地址及const取地址操作符重載

取地址操作符重載：

const取地址操作符重載：

注意：

這兩個(gè)運(yùn)算符一般使用編譯器生成的默認(rèn)取地址重載成員函數(shù)即可，一般不需要自己實(shí)現(xiàn)重載。只有特殊情況才需要自己實(shí)現(xiàn)，比如想要讓別人獲取指定的內(nèi)容等。

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