c++类和对象_c++ 撖寡情

前言

        在学习完漫长的C语言，那么这篇文章也算是开始踏上了高级语言之路 。古人云：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。c++的道路才开始，那么我们应该为此开始思考了。余甚愚，余认为c++有太多细节了，必定耗时细磨才能将它掌握。

关于《类和对象》就用这一篇文章呈现，可能会比较长，但有目录就更易查阅。误导便是若发现有何问题，欢迎随时不吝指正，这里就谢谢大家观看了。

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目录

前言

练气 

面向过程和面向对象初步认识

类

类的引入

类的定义

类的访问限定符及封装

【面试题】

封装

类的作用域

类的实例化

类对象模型

【面试题】

this指针

this指针的引出

this指针的特性

【面试题】  

C语言和C++实现Stack的对比

筑基

类的6个默认成员函数

构造函数

析构函数

拷贝构造函数

赋值运算符重载 

运算符重载

赋值运算符重载

前置++和后置++重载

日期类的实现

const成员

取地址及const取地址操作符重载

结丹

再谈构造函数

构造函数体赋值

初始化列表

explicit关键字

static成员

概念

面试题：

特性

友元

友元函数

说明:

友元类

内部类

概念：

特性：

匿名对象

拷贝对象时的一些编译器优化

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练气 

面向过程和面向对象初步认识

有个很有意思的段子，就是关于《把大象装进冰箱需要几步》

在面向过程：①打开冰箱→②把大象塞进去→③关上冰箱

C语言是面向过程的，关注的是过程，分析出求解问题的步骤，通过函数调用逐步解决问题。

面向对象：把冰箱看成是一个对象，把大象也看成是一个对象，通过操作大象和冰箱这两个对象，完成将大象放入冰箱的过程

C++是面向对象的，关注的是对象，将一件事情拆分成不同的对象，靠对象之间的交互完成。

类

类的引入

        C语言结构体中只能定义变量，在C++中，结构体内不仅可以定义变量，也可以定义函数。比如： 之前在用C语言方式实现的栈，结构体中只能定义变量；现在以C++方式实现， 会发现struct中也可以定义函数。

这里只是演示一下，仅供参考

这里主要是凸显出c++在c的基础上有了明显的改变。

c语言实现

Stack.h

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>
 
typedef int STDataType; 
 
//#define N 10
//typedef struct Stack
//{
//	   STDataType _a[N]; 
//	   int _top; // 栈顶
//}Stack;
 
// 支持动态增长的栈
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* _a;
	int _top;       // 栈顶
	int _capacity;  // 容量 
}Stack;
// 初始化栈 
void StackInit(Stack* ps); 
// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data); 
// 出栈 
void StackPop(Stack* ps); 
// 获取栈顶元素 
STDataType StackTop(Stack* ps); 
// 获取栈中有效元素个数 
int StackSize(Stack* ps); 
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0 
bool StackEmpty(Stack* ps);
// 销毁栈 
void StackDestroy(Stack* ps);

Stack.c 

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "Stack.h"
 
// 初始化栈 
void StackInit(Stack* ps)
{
	assert(ps);//断言传入地址是否为空
	ps->_a = NULL;
	ps->_capacity = ps->_top = 0;
}
 
// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{
	assert(ps);
	if (ps->_top == ps->_capacity)
	{
		int newCapacity = ps->_capacity == 0 ? 4 : ps->_capacity*2;//判断容量是否为空并设置增加容量数量
 
		STDataType* temp = (STDataType*)realloc(ps->_a, newCapacity*sizeof(STDataType));//增加容量
		if (temp == NULL)//判断地址是否开辟成功
		{
			perror("realloc fail");
			exit(-1);
		}
		ps->_a = temp;//赋址与结构体中
		ps->_capacity = newCapacity;//更新容量
	}
	ps->_a[ps->_top] = data;//数据入栈
	ps->_top++;//栈顶++
}
 
// 出栈 
void StackPop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!StackEmpty(ps));//断言栈是否为空
	--ps->_top;//栈顶--
}
 
// 获取栈顶元素 
STDataType StackTop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!StackEmpty(ps));
 
	return ps->_a[ps->_top-1];
}
 
// 获取栈中有效元素个数 
int StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);
 
	return ps->_top;
}
 
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0 
bool StackEmpty(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_top==0;
}
 
// 销毁栈 
void StackDestroy(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->_a);//清除数组地址
	ps->_a = NULL;
	ps->_top = ps->_capacity = 0;
}

c++实现

typedef int DataType;
 
struct Stack
 
{
 void Init(size_t capacity)
 {
 _array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
 if (nullptr == _array)
 {
 perror("malloc申请空间失败");
 return;
 }
 _capacity = capacity;
 _size = 0;
 }
 void Push(const DataType& data)
 {
 // 扩容
 
 _array[_size] = data;
 ++_size;
 }
 DataType Top()
 {
return _array[_size - 1];
 }
 void Destroy()
 {
 if (_array)
 {
 free(_array);
 _array = nullptr;
 _capacity = 0;
 _size = 0;
 }
 }
 DataType* _array;
 size_t _capacity;
 size_t _size;
};
 
int main()
{
 Stack s;
 s.Init(10);
 s.Push(1);
 s.Push(2);
 s.Push(3);
 cout << s.Top() << endl;
 s.Destroy();
 return 0;
}

类的定义

class为定义类的关键字，ClassName为类的名字，{}中为类的主体，注意类定义结束时后面分号不能省略。

类体中内容称为类的成员：类中的变量称为类的属性或成员变量; 类中的函数称为类的方法或者成员函数。

class className

{

         // 类体：由成员函数和成员变量组成

};       // 一定要注意后面的分号

 类的两种定义方式：

1. 声明和定义全部放在类体中，需要注意：成员函数如果在类中定义，编译器可能会将其当成内联函数处理。
2. 声明在.h文件中，类的定义放在.cpp文件中。

方式一

方式二

很多时候我们都是采用的第二种方法，第一种方式一般用于多次用到的和代码量少的时候，而第二种方式是更便于程序员们的阅读，当代码过长时是不易阅读的。

成员变量命名规则的建议：

我们看看这个函数，是不是很僵硬？

class Date
 
{
 
public:
 void Init(int year)
 {
 // 这里的year到底是成员变量，还是函数形参？
 
 year = year;
 }
 
private:
 int year;
};

所以一般都建议这样

class Date
 
{
 
public:
 void Init(int year)
 {
 _year = year;
 }
 
private:
 int _year;
};
 
// 或者这样
 
class Date
 
{
 
public:
 void Init(int year)
 {
 mYear = year;
 }
 
private:
 int mYear;
};
 
// 其他方式也可以的，主要看公司要求。一般都是加个前缀或者后缀标识区分就行。

类的访问限定符及封装

访问限定符

C++实现封装的方式：用类将对象的属性与方法结合在一块，让对象更加完善，通过访问权限选 择性的将其接口提供给外部的用户使用。

【访问限定符说明】

1. public修饰的成员在类外可以直接被访问

2. protected和private修饰的成员在类外不能直接被访问(此处protected和private是类似的)

3. 访问权限作用域从该访问限定符出现的位置开始直到下一个访问限定符出现时为止

4. 如果后面没有访问限定符，作用域就到 } 即类结束。

5. class的默认访问权限为private，struct为public(因为struct要兼容C)

 【注意】：访问限定符只在编译时有用，当数据映射到内存后，没有任何访问限定符上的区别

【面试题】

问题：C++中struct和class的区别是什么？

解答：

        C++需要兼容C语言，所以C++中struct可以当成结构体使用。另外C++中struct还可以用来定义类。和class定义类是一样的，区别是struct定义的类默认访问权限是public，class定义的类默认访问权限是private。注意：在继承和模板参数列表位置，struct和class也有区别，后序给大 家介绍。

封装

【面试题】

面向对象的三大特性：封装、继承、多态。

在类和对象阶段，主要是研究类的封装特性，那什么是封装呢？

封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来 和对象进行交互。       

封装本质上是一种管理，让用户更方便使用类。比如：对于电脑这样一个复杂的设备，提供给用 户的就只有开关机键、通过键盘输入，显示器，USB插孔等，让用户和计算机进行交互，完成日 常事务。但实际上电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件。    

     对于计算机使用者而言，不用关心内部核心部件，比如主板上线路是如何布局的，CPU内部是如 何设计的等，用户只需要知道，怎么开机、怎么通过键盘和鼠标与计算机进行交互即可。因此计 算机厂商在出厂时，在外部套上壳子，将内部实现细节隐藏起来，仅仅对外提供开关机、鼠标以 及键盘插孔等，让用户可以与计算机进行交互即可。  

在C++语言中实现封装，可以通过类将数据以及操作数据的方法进行有机结合，通过访问权限来 隐藏对象内部实现细节，控制哪些方法可以在类外部直接被使用。

类的作用域

类定义了一个新的作用域，类的所有成员都在类的作用域中。在类体外定义成员时，需要使用 ::

作用域操作符指明成员属于哪个类域。

class Person
 
{
 
public:
 void PrintPersonInfo();
 
private:
 char _name[20];
 char _gender[3];
 int  _age;
};
 
// 这里需要指定PrintPersonInfo是属于Person这个类域
 
void Person::PrintPersonInfo()
{
 cout << _name << " "<< _gender << " " << _age << endl;
}

类的实例化

用类类型创建对象的过程，称为类的实例化

1. 类是对对象进行描述的，是一个模型一样的东西，限定了类有哪些成员，定义出一个类并没有分配实际的内存空间来存储它；比如：入学时填写的学生信息表，表格就可以看成是一个类，来描述具体学生信息。

类就像谜语一样，对谜底来进行描述，谜底就是谜语的一个实例。

谜语（类）："年纪不大，胡子一把，主人来了，就喊妈妈"     谜底（实例）：山羊

2. 一个类可以实例化出多个对象，实例化出的对象占用实际的物理空间，存储类成员变量

int main()
{
 Person._age = 100;   // 编译失败：error C2059: 语法错误:“.”
 
 return 0;
}

Person类是没有空间的，只有Person类实例化出的对象才有具体的年龄。

3. 做个比方。类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子，类就像是设计图，只设计出需要什么东西，但是并没有实体的建筑存在，同样类也只是一个设计，实例化出的对象才能实际存储数据，占用物理空间

类对象模型

如何计算类对象的大小

问题：类中既可以有成员变量，又可以有成员函数，那么一个类的对象中包含了什么？如何计算 一个类的大小？

类对象的存储方式猜测

1.对象中包含类的各个成员

缺陷：每个对象中成员变量是不同的，但是调用同一份函数，如果按照此种方式存储，当一 个类创建多个对象时，每个对象中都会保存一份代码，相同代码保存多次，浪费空间。那么 如何解决呢？

2.代码只保存一份，在对象中保存存放代码的地址

3. 只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段

问题：对于上述三种存储方式，那计算机到底是按照那种方式来存储的？

我们再通过对下面的不同对象分别获取大小来分析看下

// 类中既有成员变量，又有成员函数
class A1 {
public:
   void f1(){}
private: 
	int _a;
};
 
// 类中仅有成员函数
class A2 {
public: 
	void f2() {}};
 
 
// 类中什么都没有---空类
class A3{};
 
int main()
{
 
	printf("%d %d %d", sizeof(A1), sizeof(A2), sizeof(A3));
}

sizeof(A1) : ___4___ sizeof(A2) : ___1___ sizeof(A3) : ___1___

结论：

一个类的大小，实际就是该类中”成员变量”之和，当然要注意内存对齐

注意空类的大小，空类比较特殊，编译器给了空类一个字节来唯一标识这个类的对象。

结构体内存对齐规则 

1. 第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处。

2. 其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。

注意：对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。VS中默认的对齐数为8

3. 结构体总大小为：最大对齐数（所有变量类型最大者与默认对齐参数取最小）的整数倍。

4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

【面试题】

1. 结构体怎么对齐？ 为什么要进行内存对齐？

因为在32位操作系统（虽然64位操作系统，但是为了保证兼容性，编程仍然主要考量32位）中，数据总线是32位，地址总线是32位。地址总线是32位，意味着寻址空间是按4递增的；数据总线32位意味着一次可读写4byte。

视线拉回我们32位cpu，32位/8位=4字节，所以cpu一次工作可以取到4个字节的数据。那以读取的角度排布我们内存的话可以像下面这样。一次cpu读一行数据。

当我们不对齐时操作系统是需要读取到完整的i需要读取两次（或者说两行）然后拼接再一起，I/O操作是很耗时的，这是很浪费时间的。如果需要更快读到数据，那一个数据最好是存在一整行，像上面对齐那样。实则就是用空间换时间，优点是提高了可移植性和cpu性能

2. 如何让结构体按照指定的对齐参数进行对齐？能否按照3、4、5即任意字节对齐？

(1)  #pragma pack

(2) 可以设置，具体看硬件

平台原因(移植原因)： 不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据
的；某些硬件平台只能 在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常

性能原因：数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。

3. 什么是大小端？如何测试某台机器是大端还是小端，有没有遇到过要考虑大小端的场景

http://t.csdn.cn/3BTWs

 
#include <sdtio.h>
int check_sys()
{
	int i = 1;
	if (*(char*)&i == 1)
	{
		return 1;
	}
	else
	{
		return 0;
	}
}
int main()
{
	int ret = check_sys();
	if (ret = 1)
	{
		printf("小端\n");
	}
	else
	{
		printf("大端\n");
	}
 
	return 0;
}

---

this指针

this指针的引出

先来定义一个日期类 Date

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, d2;
	d1.Init(2022, 1, 11);
	d2.Init(2022, 1, 12);
	d1.Print();
	d2.Print();
	return 0;
}

对于上述类，有这样的一个问题：

Date类中有 Init 与 Print 两个成员函数，函数体中没有关于不同对象的区分，那当d1调用 Init 函 数时，该函数是如何知道应该设置d1对象，而不是设置d2对象呢？

C++中通过引入this指针解决该问题，即：C++编译器给每个“非静态的成员函数“增加了一个隐藏 的指针参数，让该指针指向当前对象(函数运行时调用该函数的对象)，在函数体中所有“成员变量”的操作，都是通过该指针去访问。只不过所有的操作对用户是透明的，即用户不需要来传递，编 译器自动完成。

this指针的特性

1. this指针的类型：类类型* const，即成员函数中，不能给this指针赋值。

2. 只能在“成员函数”的内部使用

3. this指针本质上是“成员函数”的形参，当对象调用成员函数时，将对象地址作为实参传递给

this形参。所以对象中不存储this指针

4. this指针是“成员函数”第一个隐含的指针形参，一般情况由编译器通过ecx寄存器自动传 递，不需要用户传递

【面试题】  

1. this指针存在哪里？

其实编译器在生成程序时加入了获取对象首地址的相关代码。编译器有并把获取的首地址存放在了寄存器ECX中(VC++编译器是放在ECX中，其它可能不同)。也就是成员函数的其它参数正常都是存放在栈中。而this指针参数则是存放在寄存器中。类的静态成员函数因为没有this指针这个参数，所以类的静态成员函数也就无法调用类的非静态成员变量。

2. this指针可以为空吗？

this可以为空，当我们在调用函数的时候，如果函数内部并不需要使用到this,也就是不需要通过this指向当前对象并对其进行操作时才可以为空(当我们在其中什么都不放或者在里面随便打印一个字符串)，如果调用的函数需要指向当前对象，并进行操作，则会发生错误（空指针引用）就跟C中一样不能进行空指针的引用。

3.下面程序编译运行结果是？ A、编译报错 B、运行崩溃 C、正常运行

class A
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "Print()" << endl;
	}
 
private:
	int _a;
};
 
int main()
{
	A* p = nullptr;
	p->Print();
	return 0;
}

正常运行：p不发生解引用，因为成员函数的地址不存在对象中，在公共代码区域。这里p为空指针传入print中，然后this接受print地址直接输入。

4.下面程序编译运行结果是？ A、编译报错 B、运行崩溃 C、正常运行

class A
{
public:
	void PrintA()
	{
		cout << _a << endl;
	}
private:
	int _a;
};
 
int main()
{
	A* p = nullptr;
	p->PrintA();
	return 0;
}
 

运行崩溃：前面一样，this接受的是_a，因为-a是成员变量会对print的p进行解引用

C语言和C++实现Stack的对比

C语言实现

#include <iostream>
#include <assert.h>
 
typedef int DataType;
 
typedef struct Stack
 
{
	DataType* array;
	int capacity;
	int size;
}Stack;
 
void StackInit(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType)* 3);
	if (NULL == ps->array)
	{
		assert(0);
		return;
	} ps->capacity = 3;
	ps->size = 0;
}
 
void StackDestroy(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	if (ps->array)
	{
		free(ps->array);
		ps->array = NULL;
		ps->capacity = 0;
		ps->size = 0;
	}
}
 
void CheckCapacity(Stack* ps)
{
	if (ps->size == ps->capacity)
	{
		int newcapacity = ps->capacity * 2;
		DataType* temp = (DataType*)realloc(ps->array,
 
			newcapacity*sizeof(DataType));
		if (temp == NULL)
		{
			perror("realloc申请空间失败!!!");
			return;
		}
		ps->array = temp;
		ps->capacity = newcapacity;
	}
}
 
void StackPush(Stack* ps, DataType data)
{
	assert(ps);
	CheckCapacity(ps);
	ps->array[ps->size] = data;
	ps->size++;
}
 
int StackEmpty(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return 0 == ps->size;
}
 
void StackPop(Stack* ps)
{
	if (StackEmpty(ps))
		return;
	ps->size--;
}
 
DataType StackTop(Stack* ps)
{
	assert(!StackEmpty(ps));
	return ps->array[ps->size - 1];
 
}
 
int StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->size;
}
 
int main()
{
	Stack s;
	StackInit(&s);
	StackPush(&s, 1);
	StackPush(&s, 2);
	StackPush(&s, 3);
	StackPush(&s, 4);
	printf("%d\n", StackTop(&s));
	printf("%d\n", StackSize(&s));
	StackPop(&s);
	StackPop(&s);
	printf("%d\n", StackTop(&s));
	printf("%d\n", StackSize(&s));
	StackDestroy(&s);
	return 0;
}

C++实现

#include <iostream>
typedef int DataType;
 
class Stack
 
{
 
public:
	void Init()
	{
		_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType)* 3);
		if (NULL == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败!!!");
			return;
		}
		_capacity = 3;
		_size = 0;
	} void Push(DataType data)
	{
		CheckCapacity();
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}
	void Pop()
	{
		if (Empty())
			return;
		_size--;
	}
	DataType Top(){ return _array[_size - 1]; }
	int Empty() { return 0 == _size; }
	int Size(){ return _size; }
	void Destroy()
	{
		if (_array)
		{
			free(_array);
			_array = NULL;
			_capacity = 0;
			_size = 0;
		}
	}
 
private:
	void CheckCapacity()
	{
		if (_size == _capacity)
		{
			int newcapacity = _capacity * 2;
			DataType* temp = (DataType*)realloc(_array, newcapacity *
 
				sizeof(DataType));
			if (temp == NULL)
			{
				perror("realloc申请空间失败!!!");
				return;
			}
			_array = temp;
			_capacity = newcapacity;
		}
	}
 
private:
	DataType* _array;
	int _capacity;
	int _size;
};
 
int main()
{
	Stack s;
	s.Init();
 
 
	s.Push(1);
	s.Push(2);
	s.Push(3);
	s.Push(4);
 
	printf ("%d\n", s.Top());
	printf("%d\n", s.Size());
	s.Pop();
	s.Pop();
	printf("%d\n", s.Top());
	printf("%d\n", s.Size());
	s.Destroy();
	return 0;
}

---

筑基

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。

构造函数

概念

对于以下Date类：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
 
class Date
{
public:
	void Inti(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.Inti(2022, 10, 5);
	d1.Print();
 
	Date d2;
	d2.Inti(2022, 10, 6);
	d2.Print();
 
	printf("%p\n%p", d1, d2);
	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。

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。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
 
class Date
{
public:
	//void Inti(int year, int month, int day)
	//{
	//	_year = year;
	//	_month = month;
	//	_day = day;
	//}
	//Date()
	//{
	//}
 
	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()
{
	//调用无参构造函数
	//Date d1;
 
	// 调用带参的构造函数
	Date d2(2022, 10, 6);
	d2.Print();
 
	return 0;
}

【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

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;
	d1.Print();
	return 0;
}

【注意】：当自动生成的默认构造函数的默认值（函数重载）是随机值

这里就很有意思，如果直接用我们发现Date就会报错，如果不用内置类型就是随机值。那么如何解决呢？

我们可以给他加上缺省参数就可以完美解决了。

Date(int year=1, int month=2, int day=3)
	{
	_year = year;
	_month = month;
	_day = day;
	}

默认构造函数中函数重载有什么用呢？

解答：提供多个构造函数，多个初始化方式

class Date
{
public:
	
	Date()
	{
		_year = 1;
		_month = 2;
		_day = 3;
	}
 
	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
 
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
 
int main()
{
	Date d1;
	d1.Print();
	return 0;
}

6.关于编译器生成的默认成员函数，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调用的它的默认构造函数。内置类型不处理，自定义类型会处理。

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;
	return 0;
}

【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。

_second = 0;
 }
 
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;
}

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;
}

析构函数

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。

特性

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++;
	}
	// 其他方法...
 
	~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);
}

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;
}
 

代码解释 

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

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。

拷贝构造函数

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。

特征

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。

class Date
 
{
 
public:
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	// Date(const Date& d)   // 正确写法
 
	Date(const 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;
}

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。  

class Time
{
public:
	Time()
	{
		_hour = 1;
		_minute = 1;
		_second = 1;
	}
	Time(const Time& t)
	{
		_hour = t._hour;
		_minute = t._minute;
		_second = t._second;
		cout << "Time::Time(const 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 d1;
 
	// 用已经存在的d1拷贝构造d2，此处会调用Date类的拷贝构造函数
 
	// 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数，则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构造函数
 
		Date d2(d1);
	return 0;
}

【注意】：在编译器生成的默认拷贝构造函数中，内置类型是按照字节方式直接拷贝的，而自定 义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的。

4. 编译器生成的默认拷贝构造函数已经可以完成字节序的值拷贝了，还需要自己显式实现吗？ 当然像日期类这样的类是没必要的。那么下面的类呢？  

这里会发现下面的程序会崩溃掉，这里就需要我们以后讲的深拷贝去解决。

typedef int DataType;
 
class Stack
 
{
 
public:
	Stack(size_t capacity = 10)
	{
		_array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
		if (nullptr == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
			_size = 0;
		_capacity = capacity;
	}
	void Push(const DataType& data)
	{
		// CheckCapacity();
 
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}
	~Stack()
	{
		if (_array)
		{
			free(_array);
			_array = nullptr;
			_capacity = 0;
			_size = 0;
		}
	}
 
private:
	DataType *_array;
	size_t _size;
	size_t _capacity;
};
 
int main()
{
	Stack s1;
	s1.Push(1);
	s1.Push(2);
	s1.Push(3);
	s1.Push(4);
	Stack s2(s1);
	return 0;
}

【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。

拷贝构造函数典型调用场景：

1.使用已存在对象创建新对象

2.函数参数类型为类类型对象

3.函数返回值类型为类类型对象

class Date
 
{
 
public:
	Date(int year, int minute, int day)
	{
		cout << "Date(int,int,int):" << this << endl;
	}
	Date(const Date& d)
	{
		cout << "Date(const Date& d):" << this << endl;
	}
	~Date()
	{
		cout << "~Date():" << this << endl;
	}
 
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
 
Date Test(Date d)//场景2
{
	Date temp(d);
	return temp;//场景3
}
 
int main()
{
	Date d1(2022, 1, 13);//调用构造函数
	Test(d1);//	场景1
 
	return 0;
}

【注意】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。使用引用可以减少拷贝构造。

赋值运算符重载 

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。

operator：operator是C++的关键字，它和运算符一起使用，表示一个运算符函数，理解时应将operator=整体上视为一个函数名。使用operator可以赋予原本的运算符新的功能。

函数原型：返回值类型 operator操作符(参数列表)

注意：

1.不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@

2.重载操作符必须有一个类类型参数

3.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

4.  (.*)  (::)  (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。

全局的operator== 

class Date
 
{ 
 
public:
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
   {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
   }    
 
//private:
 
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};
 
// 这里会发现运算符重载成全局的就需要成员变量是公有的，那么问题来了，封装性如何保证？
 
// 这里其实可以用我们后面学习的友元解决，或者干脆重载成成员函数。
 
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{
    return d1._year == d2._year
 
   && d1._month == d2._month
 
        && d1._day == d2._day;
}
 
void Test ()
{
    Date d1(2018, 9, 26);
    Date d2(2018, 9, 27);
    cout<<(d1 == d2)<<endl;
}

这里会发现运算符重载成全局的就需要成员变量是公有的，那么问题来了，无法保证封装性。

这里其实可以用我们后面学习的友元解决，或者干脆重载成成员函数。

 成员函数的operator== 

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)
 
	bool operator==(const Date& d2)
	{
		return _year == d2._year
			&& _month == d2._month
			&& _day == d2._day;
	}
 
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

这里需要注意的是，左操作数是this，指向调用函数的对象 。

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

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;
}

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。

class Time
{
public:
	Time()
	{
		_hour = 1;
		_minute = 1;
		_second = 1;
	}
	Time& operator=(const Time& t)
	{
		if (this != &t)
		{
			_hour = t._hour;
			_minute = t._minute;
			_second = t._second;
		}
		return *this;
	}
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 d1;
	Date d2;
	d1 = d2;
	return 0;
}

既然编译器生成的默认赋值运算符重载函数已经可以完成字节序的值拷贝了，还需要自己实现吗？当然像日期类这样的类是没必要的。那么下面的类呢？验证一下试试？

这里会发现下面的程序会崩溃掉，这里就需要我们以后学的深拷贝去解决。

typedef int DataType;
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 10)
	{
		_array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
		if (nullptr == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_size = 0;
		_capacity = capacity;
	}
	void Push(const DataType& data)
	{
		// CheckCapacity();
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}
	~Stack()
	{
		if (_array)
		{
			free(_array);
			_array = nullptr;
			_capacity = 0;
			_size = 0;
		}
	}
 
private:
	DataType *_array;
	size_t _size;
	size_t _capacity;
};
 
int main()
{
	Stack s1;
	s1.Push(1);
	s1.Push(2);
	s1.Push(3);
	s1.Push(4);
	Stack s2;
	s2 = s1;
	return 0;
}

 【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。

总结：这里就是指当浅拷贝时，s2将地址指向了s1的内存空间，而导致丢失了自己原来的空间。就会存在两个问题：1是存在泄漏 2是在同一块空间销毁两次，导致程序崩溃。

前置++和后置++重载

前置++：返回+1之后的结果

class Date
 
{
 
public:
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
 
 Date& operator++()
 {
 _day += 1;
 return *this;
 }
 
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};

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 

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

class Date
 
{
 
public:
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
 
 Date operator++(int)
 {
 Date temp(*this);
 _day += 1;
 return temp;
 }
 
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};

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。

日期类的实现

Date.h

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
 
class Date
{
public:
	int GetMonthDay(int year, int month)
	{
		static int monthDayArray[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };
		if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)))
		{
			return 29;
		}
		else
		{
			return monthDayArray[month];
		}
	}
 
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
 
		// 检查日期是否合法
		if (!(year >= 1
			&& (month >= 1 && month <= 12)
			&& (day >= 1 && day <= GetMonthDay(year, month))))
		{
			cout << "非法日期" << endl;
		}
	}
 
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}
 
	bool operator==(const Date& d);
	// d1 > d2
	bool operator>(const Date& d);
	// d1 >= d2
	bool operator>=(const Date& d);
	bool operator<=(const Date& d);
	bool operator<(const Date& d);
	bool operator!=(const Date& d);
 
	// d1 += 100
	Date& operator+=(int day);
 
	// d1 + 100
	Date operator+(int day);
 
	// d1 -= 100
	Date& operator-=(int day);
 
	// d1 - 100
	Date operator-(int day);
 
	// 前置
	Date& operator++();
 
	// 后置
	Date operator++(int);
 
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

 date.cpp

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "Date.h"
 
 
//运算符重载
bool Date::operator==(const Date& d)
{
	return _year == d._year
		&& _month == d._month
		&& _day == d._day;
}
 
// d1 > d2
bool Date::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;
}
 
bool Date::operator>=(const Date& d)
{
	return *this > d || *this == d;
}
 
bool Date::operator<=(const Date& d)
{
	return !(*this > d);
}
 
bool Date::operator<(const Date& d)
{
	return !(*this >= d);
}
 
bool Date::operator!=(const Date& d)
{
	return !(*this == d);//已实现==运算符重载
}
 
Date& Date::operator+=(int day)
{
	if (day < 0)
	{
		//return *this -= -day;
		return *this -= abs(day);
	}
 
	_day += day;
	while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
	{
		_day -= GetMonthDay(_year, _month);
		_month++;
 
		if (_month == 13)
		{
			++_year;
			_month = 1;
		}
	}
 
	return *this;
}
 
// d1 + 100
Date Date::operator+(int day)
{
	Date ret(*this);
	ret += day;
	return ret;
}
 
// d1 -= 100
Date& Date::operator-=(int day)
{
	if (day < 0)
	{
		//return *this -= -day;
		return *this += abs(day);
	}
 
	_day -= day;
	while (_day <= 0)
	{
		--_month;
		if (_month == 0)
		{
			--_year;
			_month = 12;
		}
 
		_day += GetMonthDay(_year, _month);
	}
 
	return *this;
}
 
// d1 - 100
Date Date::operator-(int day)
{
	Date ret(*this);
	ret -= day;
 
	return ret;
}
 
// 前置
Date& Date::operator++()
{
	*this += 1;
	return *this;
}
 
// 后置-- 多一个int参数主要是为了根前置区分
// 构成函数重载
Date Date::operator++(int)
{
	Date tmp(*this);
 
	*this += 1;
 
	return tmp;
}

test.cpp

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "Date.h"
 
void TestDate1()
{
	Date d1(2022, 10, 8);
	Date d3(d1);
	Date d4(d1);
 
	d1 -= 10000;
	d1.Print();
 
	Date d2(d1);
	/*Date d3 = d2 - 10000;
	d3.Print();*/
	(d2 - 10000).Print();
	d2.Print();
 
	d3 -= -10000;
	d3.Print();
 
	d4 += -10000;
	d4.Print();
}
 
void TestDate2()
{
	Date d1(2022, 10, 8);
	Date d2(d1);
	Date d3(d1);
	Date d4(d1);
 
	(++d1).Print(); // d1.operator++()
	d1.Print();
 
	(d2++).Print(); // d1.operator++(1)
	d2.Print();
}
 
int main()
{
	TestDate2();
 
	return 0;
}

const成员

将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数，const修饰类成员函数，实际修饰该成员函数

隐含的this指针，表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。

class Date
 
{
 
public:
 Date(int year, int month, int day)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
 void Print()
 {
 cout << "Print()" << endl;
 cout << "year:" << _year << endl;
 cout << "month:" << _month << endl;
 cout << "day:" << _day << endl << endl;
 }
 void Print() const
 
 {
 cout << "Print()const" << endl;
 cout << "year:" << _year << endl;
 cout << "month:" << _month << endl;
 cout << "day:" << _day << endl << endl;
 }
 
private:
 int _year; // 年
 
 int _month; // 月
 
 int _day; // 日
 
};
 
void Test()
{
 Date d1(2022,1,13);
 d1.Print();
 const Date d2(2022,1,13);
 d2.Print();
}

请思考下面的几个问题：

1. const对象可以调用非const成员函数吗？

2. 非const对象可以调用const成员函数吗？

答：1.不能，2.能   const对象只能调用const成员函数、不能调用非const成员函数; 非const对象可以调用const成员函数 

3. const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗？

4. 非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗？

答：3.不能，4.能 const修饰的对象实则修饰的是该对象的this指针,并且const修饰的成员不能进行修改,如果使用const调用非const成员函数,可能会将const对象进行修改。

 

取地址及const取地址操作符重载

这两个默认成员函数一般不用重新定义 ，编译器默认会生成。

class Date
{
 
public:
	Date* operator&()
	{
		return this;
	}
 
	const Date* operator&()const
 
	{
		return this;
	}
 
private:
	int _year; // 年
	int _month; // 月
	int _day; // 日
 
};

【注意】：这两个运算符一般不需要重载，使用编译器生成的默认取地址的重载即可，只有特殊情况，才需要重载，比如想让别人获取到指定的内容！

	const Date* operator&()const
 
	{
		return this;
	}

如果需要this做返回值，那就需要const修饰取地址操作符重载，因为this前面被const修饰了，作为返回值时必须由const修饰。

---

结丹

再谈构造函数

构造函数体赋值

在创建对象时，编译器通过调用构造函数，给对象中各个成员变量一个合适的初始值

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

虽然上述构造函数调用之后，对象中已经有了一个初始值，但是不能将其称为对对象中成员变量 的初始化，构造函数体中的语句只能将其称为赋初值，而不能称作初始化。因为初始化只能初始 化一次，而构造函数体内可以多次赋值。

初始化列表

初始化列表：以一个冒号开始，接着是一个以逗号分隔的数据成员列表，每个"成员变量"后面跟 一个放在括号中的初始值或表达式。

class Date
 
{
 
public:
	Date(int year, int month, int day)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}
 
 
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

【注意】

1. 每个成员变量在初始化列表中只能出现一次(初始化只能初始化一次)

2. 类中包含以下成员，必须放在初始化列表位置进行初始化：

(1)引用成员变量

(2)const成员变量

(3)自定义类型成员(且该类没有默认构造函数时)

class A
 
{
 
public:
	A(int a)
		:_a(a)
	{}
 
private:
	int _a;
};
 
class B
 
{
 
public:
	B(int a, int ref)
		:_aobj(a)
		, _ref(ref)
		, _n(10)
	{}
 
private:
	A _aobj; //没有默认构造函数
 
	int& _ref; //引用
 
	const int _n; // const 
 
};

const：因为const修饰变量具有常性，不能被赋值修改，所有只能在最开始初始化。那么对象每个成员就在初始化列表定义。

private:
 
	const int _n =1;

当我们使用缺省参数是在声明的时候，没有进行初始化，那么它会进入初始化列表进行初始化，这里缺省值只是打的一个补丁，内置类型如果没有缺省值，或者没有在初始列表进行初始化就是个随机值，如果缺省值，有初始化列表定义，那么会直接选择初始化列表。

引用：引用也只有一次初始化机会，也是在它定义的地方。

默认构造函数：Class B中没有默认构造，就会调用Class A的，如果需要程重新定义_aobj那么就可以使用初始化列表，如果Class A中也没有就会报错

【注意】：每个成员都要走初始化列表，就算不显示在初始化列表，也会走初始化列表，内置类型有缺省用缺省值，没有就是随机值；自定义类型，调用它的默认构造，如果没有默认构造就报错。

3.尽量使用初始化列表初始化，因为不管你是否使用初始化列表，对于自定义类型成员变量， 一定会先使用初始化列表初始化。

class Time
 
{
 
public:
	Time(int hour = 0)
		:_hour(hour)
	{
		cout << "Time()" << endl;
	}
 
private:
	int _hour;
};
 
class Date
 
{
 
public:
	Date(int day)
	{}
 
private:
	int _day;
	Time _t;
};
 
int main()
{
	Date d(1);
}

4. 成员变量在类中序声明次序就是其在初始化列表中的初始化顺，与其在初始化列表中的先后次序无关

下面代码会是怎么样？

A. 输出1  1

B.程序崩溃

C.编译不通过

D.输出1  随机值

class A
 
{
 
public:
	A(int a)
		:_a1(a)
		, _a2(_a1)
	{}
 
	void Print() {
		cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
	}
 
private:
	int _a2;
	int _a1;
};
 
int main() {
	A aa(1);
	aa.Print();
}

答：输出1  随机值，因为成员变量在类中序声明次序就是其在初始化列表中的初始化顺，这里_a2先声明，那么就先执行_a2(_a1)，这里还没有给_a1传参数，所以就是只随机值，当跟_a1传参执行后所以就会输出1；

建议：

1.尽量使用初始化列表

2.一个类尽量提供默认构造。（推荐提供全缺省）

explicit关键字

构造函数不仅可以构造与初始化对象，对于单个参数或者除第一个参数无默认值其余均有默认值 的构造函数，还具有类型转换的作用。

class Date
{
public:
	// 1. 单参构造函数，没有使用explicit修饰，具有类型转换作用
	// explicit修饰构造函数，禁止类型转换---explicit去掉之后，代码可以通过编译
	explicit Date(int year)
	//Date(int year)
		:_year(year)
	{}
 
	
	// 2. 虽然有多个参数，但是创建对象时后两个参数可以不传递，没有使用explicit修饰，具有类型转换作用
	// explicit修饰构造函数，禁止类型转换
 
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	: _year(year)
	, _month(month)
	, _day(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;
};
 
 
//string(const char* str)
//{}
//void push_back(const string& s);
 
int main()
{
	int i = 0;
	double d = i;
	const double& rd = i;
 
	 
 
	Date d3(d1);
	Date d4 = d1;
 
	//string s1("hello");
	//push_back(s1);
 
	//string s2 = "hello";
	//push_back(s2);
 
	//push_back("hello");
 
	return 0;
}

首先重拾一下死去的记忆：

    int i = 0;
    double d = i;//1

    //double& rd = i；//报错
    const double& rd = i;//2

(1)int类型定义i，将i赋值与double类型的d，这里会出现隐式转换。

(2)这里我们加上必须加上const，因为i这里是零时变量具有常性，所以接受i时必须用const修饰

前面就是c，那么进入c++后类型变成类：

     Date d1(2022);
    // 隐式类型的转换
    Date d2 = 2022;
    const Date& d5 = 2022;

这里我们将int类型（2022）这个临时对象 赋值于Date中的d2。

 随着编译器的提升            构造+拷贝构造---->优化成：直接构造

 那么这里为避免隐式类型转换，就用explicit修饰构造函数。

未使用explicit

使用explicit--报错

explicit的使用范围

举例--只做了解

void push_back(const string& s);//容器
 
int main()
{
 
 
	string s1("hello");
	push_back(s1);
 
	string s2 = "hello";
	push_back(s2);
 
	push_back("hello");
 
	return 0;
}

直接将string用于push_back中，就避免了先构造再传参。这里就直接用push_back传参。

多参数构造

c++98是不支持多参数的，在c++11才开始支持

class Date
{
public:
	
	// 虽然有多个参数，但是创建对象时后两个参数可以不传递，没有使用explicit修饰，具有类型转换作用
	// explicit修饰构造函数，禁止类型转换
 
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	: _year(year)
	, _month(month)
	, _day(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;
};
 
 
int main()
{
	Date d1 = { 2022, 1, 2 };//构造+拷贝构造
	//等价于
	Date d2 = (2022, 1, 2 );//直接构造
 
	const Date &d3 = { 2022, 1, 2 };//临时对象
 
	return 0;
}

static成员

概念

明为static的类成员称为类的静态成员，用static修饰的成员变量，称之为静态成员变量；用

static修饰的成员函数，称之为静态成员函数。静态成员变量一定要在类外进行初始化

面试题：

实现一个类，计算程序中创建出了多少个类对象。

class A
{
public:
	A() 
	{ 
		++_scount; 
	}
	A(const A& t) 
	{ 
		++_scount; 
	}
	~A() 
	{
		--_scount; 
	}
	static int GetACount() { 
		return _scount; 
	}
 
private:
	static int _scount;
};
 
int A::_scount = 0;
 
void TestA()
{
	cout << A::GetACount() << endl;
	A a1, a2;
	A a3(a1);
	cout << A::GetACount() << endl;
}
 
int main()
{
	TestA();
 
	return 0;
}

答： 0 ，3；这里两次构造+一次拷贝构造

【注意】：上面可以用全局变量，但是不够好，因为c++注重封装，用全局就可以随意被改变，而这里就选择用了static，static会受类域的影响，就很好的解决了封装性的问题

我们是不能在初始化列表对static的成员变量进行初始化的，因为static修饰的成员变量是存放在静态区的，而平时我们的成员变量是在栈区的，而且static修饰的成员变量是可以被每个对象共享的，如果都来把它初始化一般是不好的。

所以我们就应该在全局进入类中对它初始化

int A::_scount = 0;//全局定义

static修饰类的函数

static int GetN()
	{
		return _scount;
	}

没有this指针，只能访问静态成员，但是不受类域的限制

特性

1. 静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的对象，存放在静态区

2. 静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字，类中只是声明

3. 类静态成员即可用 类名::静态成员 或者 对象.静态成员 来访问

4. 静态成员函数没有隐藏的this指针，不能访问任何非静态成员

5. 静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制

【问题】  

1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？

不能，静态成员函数的实现中访问非静态成员变量，编译器就不知道这个非静态成员变量所属的对象

2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？

能，因为静态成员函数是被共享的，可以用于非静态成员函数。

友元

友元提供了一种突破封装的方式，有时提供了便利。但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以 友元不宜多用。

友元分为：友元函数和友元类

友元函数

问题：现在尝试去重载operator，然后发现没办法将operator重载成成员函数。因为cout的 输出流对象和隐含的this指针在抢占第一个参数的位置。this指针默认是第一个参数也就是左操作 数了。但是实际使用中cout需要是第一个形参对象，才能正常使用。所以要将operator重载成 全局函数。但又会导致类外没办法访问成员，此时就需要友元来解决。operator>>同理。

class Date
 
{
 
public:
	Date(int year, int month, int day)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}
	// d1 << cout; -> d1.operator<<(&d1, cout); 不符合常规调用
 
	// 因为成员函数第一个参数一定是隐藏的this，所以d1必须放在<<的左侧
 
	ostream& operator<<(ostream& _cout)
	{
		_cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
		return _cout;
	}
 
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

友元函数可以直接访问类的私有成员，它是定义在类外部的普通函数，不属于任何类，但需要在 类的内部声明，声明时需要加friend关键字。

class Date
 
{
 friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);
 friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 : _year(year)
 , _month(month)
 , _day(day)
 {}
 
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};
 
ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
{
 _cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
 return _cout; 
}
 
istream& operator>>(istream& _cin, Date& d)
{
 _cin >> d._year;
 _cin >> d._month;
 _cin >> d._day;
 return _cin;
}
 
int main()
{
 Date d;
 cin >> d;
 cout << d << endl;
 return 0;
}

说明:

友元函数可访问类的私有和保护成员，但不是类的成员函数

友元函数不能用const修饰

友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受类访问限定符限制

一个函数可以是多个类的友元函数

友元函数的调用与普通函数的调用原理相同

友元类

 友元类的所有成员函数都可以是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的非公有成员。

友元关系是单向的，不具有交换性。

比如上述Time类和Date类，在Time类中声明Date类为其友元类，那么可以在Date类中直接 访问Time类的私有成员变量，但想在Time类中访问Date类中私有的成员变量则不行。

友元关系不能传递 如果C是B的友元， B是A的友元，则不能说明C时A的友元。

友元关系不能继承，在继承位置再给大家详细介绍。

class Time
 
{
   friend class Date;   // 声明日期类为时间类的友元类，则在日期类中就直接访问Time类
中的私有成员变量
 
public:
 Time(int hour = 0, int minute = 0, int second = 0)
 : _hour(hour)
 , _minute(minute)
 , _second(second)
 {}
   
 
private:
   int _hour;
   int _minute;
   int _second;
};
 
class Date
 
{
 
public:
   Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
       : _year(year)
       , _month(month)
       , _day(day)
   {}
   
   void SetTimeOfDate(int hour, int minute, int second)
   {
       // 直接访问时间类私有的成员变量
 
       _t._hour = hour;
       _t._minute = minute;
       _t._second = second;
   }
   
 
private:
   int _year;
   int _month;
   int _day;
Time _t;
};

内部类

概念：

如果一个类定义在另一个类的内部，这个内部类就叫做内部类。内部类是一个独立的类， 它不属于外部类，更不能通过外部类的对象去访问内部类的成员。外部类对内部类没有任何优越 的访问权限。

【注意】：内部类就是外部类的友元类，参见友元类的定义，内部类可以通过外部类的对象参数来访 问外部类中的所有成员。但是外部类不是内部类的友元。

特性：

1. 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。

2. 注意内部类可以直接访问外部类中的static成员，不需要外部类的对象/类名。

3. sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系。

class A
 
{
 
private:
 static int k;
 int h;
 
public:
 class B // B天生就是A的友元
 
 {
 public:
 void foo(const A& a)
 {
 cout << k << endl;//OK
 
 cout << a.h << endl;//OK
 
 }
 };
};
 
int A::k = 1;
 
int main()
{
    A::B b;
    b.foo(A());
    
    return 0;
}

匿名对象

class A
 
{
 
public:
	A(int a = 0)
		:_a(a)
	{
		cout << "A(int a)" << endl;
	}
	~A()
	{
		cout << "~A()" << endl;
	}
 
private:
	int _a;
};
 
class Solution {
 
public:
	int Sum_Solution(int n) {
		//...
 
		return n;
	}
};
 
int main()
{
	A aa1;
	// 不能这么定义对象，因为编译器无法识别下面是一个函数声明，还是对象定义
 
	//A aa1();
 
	// 但是我们可以这么定义匿名对象，匿名对象的特点不用取名字，
 
	// 但是他的生命周期只有这一行，我们可以看到下一行他就会自动调用析构函数
 
	A();
	A aa2(2);
	// 匿名对象在这样场景下就很好用，当然还有一些其他使用场景，这个我们以后遇到了再说
 
	Solution().Sum_Solution(10);
	return 0;
}

拷贝对象时的一些编译器优化

在传参和传返回值的过程中，一般编译器会做一些优化，减少对象的拷贝，这个在一些场景下还 是非常有用的。

class A
 
{
 
public:
 A(int a = 0)
 :_a(a)
 {
 cout << "A(int a)" << endl;
 }
 A(const A& aa)
 :_a(aa._a)
 {
 cout << "A(const A& aa)" << endl;
 } A& operator=(const A& aa)
 {
 cout << "A& operator=(const A& aa)" << endl;
 if (this != &aa)
 {
 _a = aa._a;
 }
 return *this;
 }
 ~A()
 {
 cout << "~A()" << endl;
 }
 
private:
 int _a;
};
 
void f1(A aa)
{}
 
A f2()
{
 A aa;
 return aa;
}
 
int main()
{
 // 传值传参
 
 A aa1;
 f1(aa1);
 cout << endl;
 // 传值返回
 
 f2();
 cout << endl;
 // 隐式类型，连续构造+拷贝构造->优化为直接构造
 
 f1(1);
 // 一个表达式中，连续构造+拷贝构造->优化为一个构造
 
 f1(A(2));
 cout << endl;
 // 一个表达式中，连续拷贝构造+拷贝构造->优化一个拷贝构造
 
 A aa2 = f2();
 cout << endl;
 // 一个表达式中，连续拷贝构造+赋值重载->无法优化
 
 aa1 = f2();
 cout << endl;
 return 0;
}

       

感谢大家支持，这篇文章到这里结束了！ 相信看到这里大家在基础篇的修炼已经不弱了，也欢迎与大家互动。