目录

一、类的默认成员函数

1.1默认成员函数概述

1.2四个重要默认成员函数

（1）构造函数

（2）析构函数

（3）拷贝构造函数

（4）赋值运算符重载

二、运算符重载

2.1运算符的重载

2.2const成员函数

2.3取地址运算符重载

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一、类的默认成员函数

1.1默认成员函数概述

C++中，类的默认成员函数就是用户没有在类定义中显示声明实现，编译器会自动生成的成员函数称为默认成员函数。类的默认成员函数主要包括构造函数、拷贝构造函数、析构函数、赋值运算符重载函数、取值运算符重载函数以及const取址运算符重载函数。这些函数在C++中对于类的对象创建、资源管理、对象复制、对象赋值等操作至关重要。

1.2四个重要默认成员函数

（1）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是栈帧创建时，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：

1. 函数名与类名相同。

2. 没有返回值。

3. 对象实例化时系统会自动调用对应的构造函数。

4. 构造函数可以重载。

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。

 演示代码：

<code>#include<iostream>

using namespace std;

class qsyDate

{

public:

//1.⽆参构造函数

qsyDate()

{

_year = 1;

_month = 1;

_day = 1;

}

//2.带参构造函数

qsyDate(int year, int month, int day)

{

_year = year;

_month = month;

_day = day;

}

// 3.全缺省构造函数

/*qsyDate(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

qsyDate d1;//调用默认构造函数——>>无参构造函数，调用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

qsyDate d2(2024, 7, 19);//调用带参数的构造函数（不是默认构造函数）

d1.Print();

d2.Print();

}

前面提到：

如果我们没有在类定义时候显示声明任何构造函数，编译器就会生成一个默认的构造函数。

这个构造函数不接受任何参数，且对内置类型成员变量的初始化没有要求，也就是说是否初始化是不确定的，由编译器决定。对于自定义类型成员变量，要求调用这个成员变量的（自己实现的）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。

但是如果类中定义了任何构造函数（包括上述第二种带参数的构造函数），编译器就不会自动生成默认的构造函数。

因此我们可以将无参构造函数、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，都称做默认构造函数。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。

总结：不传实参就可以调用的构造就叫默认构造。

（2）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，比如局部对象是存在栈帧的， 函数结束栈帧销毁，他就释放了，不需要我们管，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：

1. 析构函数名是在类名前加上字符 ~。

2.无参数无返回值。(这里跟构造类似，也不需要加void)

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。

4. 对象生命周期结束时，C++编译系统会自动调用析构函数。

5. 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（自己实现的）析构函数。

演示代码：

#include<iostream>

using namespace std;

typedef int STDataType;

class Stack

{

public:

Stack(int n = 4)

{

//资源申请

_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;

};

// 两个Stack实现队列

class MyQueue

{

public:

//编译器默认⽣成MyQueue的析构函数调⽤了（手动生成的）Stack的析构，释放了Stack内部的资源

//如果显示写析构，也会⾃动调⽤Stack的析构

/*~MyQueue()

{}*/

private:

Stack pushst;

Stack popst;

};

int main()

{

Stack st;

MyQueue mq;

return 0;

}

通过演示我们可以知道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。

Tips：

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，如果默认生成的析构就可以用，也就不需要显示写析构，如代码中的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。

（3）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：

1. 拷贝构造函数是构造函数的⼀个重载。

2. 拷贝构造函数的参数第一个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。

什么是无穷递归调用？

C++规定传值传参是一种拷贝，如果拷贝构造传值而非传引用，那么拷贝函数内部每当传d1值过去时候，拷贝构造又会再次调用拷贝构造函数，这就会导致一个无限递归的调用序列即无穷递归调用。

但是当我们使用引用，将会避免递归调用，因为引用是对象的别名，不需要创建拷贝临时变量。

<code>#include<iostream>

using namespace std;

class qsyDate

{

public:

qsyDate(int year = 1, int month = 1, int day = 1)

{

_year = year;

_month = month;

_day = day;

}

// 编译报错：error C2652: “Date”: ⾮法的复制构造函数: 第⼀个参数不应是“Date”

//Date(Date d)

qsyDate(const qsyDate& d)

{

_year = d._year;

_month = d._month;

_day = d._day;

}

qsyDate(qsyDate* d)

{

_year = d->_year;

_month = d->_month;

_day = d->_day;

}

void Print()

{

cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;

}

private:

int _year;

int _month;

int _day;

};

int main()

{

qsyDate d1(2024, 7, 5);

// C++规定⾃定义类型对象进⾏拷⻉⾏为必须调⽤拷⻉构造，所以这⾥传值传参要调⽤拷贝构造

// 所以这⾥的d1传值传参给d要调⽤拷⻉构造完成拷⻉，传引⽤传参可以较少这⾥的拷⻉

// 这⾥可以完成拷贝，但是不是拷贝构造，只是⼀个普通的构造

qsyDate d2(&d1);

d1.Print();

d2.Print();

//这样写才是拷⻉构造，通过同类型的对象初始化构造，⽽不是指针

qsyDate d3(d1);

d3.Print();

// 也可以这样写，这⾥也是拷⻉构造

qsyDate d4 = d1;

d4.Print();

return 0;

}

3. 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。

4. 若未显示定义拷贝构造，编译器会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该自定义类型（手动生成的）拷贝构造。

Tip：

浅拷贝会出现很大的问题！！！

浅拷贝并不申请资源只是字节的拷贝，导致析构两次，程序崩溃。因此有资源申请时候，需要自己实现拷贝构造。

5. 传值返回会产生⼀个临时对象调用拷贝构造，传值引用返回，返回的是返回对象的别名(引用)，没 有产生拷贝。但是如果返回对象是⼀个当前函数局部域的局部对象，函数结束就销毁了，那么使用引用返回是有问题的，这时的引用相当于⼀个野引用，类似⼀个野指针。传引用返回可以减少拷贝，但是⼀定要确保返回对象，在当前函数结束后还在，才能用引用返回。

（4）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，这里要注意与拷贝构造区分，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。

赋值运算符重载的特点：

1. 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。

2. 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持连续赋值场景。

3. 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该自定义类型的拷贝构造。

二、运算符重载

2.1运算符的重载

• 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。

演示代码：

<code>Date& Date::operator+=(int day)

{

if (day < 0)

{

return *this -= -day;

}

_day += day;//然后进位

while (_day > GetMonthDay(_year, _month))

{

_day -= GetMonthDay(_year, _month);

_month++;

if (_month == 13)

{

_year++;

_month = 1;

}

}

return *this;

Date& Date::operator++()

{

*this += 1;

return *this;

}

Date Date::operator++(int)

{

Date tmp = *this;

*this += 1;

return tmp;

}

ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)

{

out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day <<"日" << endl;

return out;

}

istream& operator>>(istream& in, Date& d)

{

cout <<"请依次输入年月日：<";

in >> d._year >> d._month >> d._day;

if (!d.CheckDate())

{

cout << "日期非法" << endl;

}

return in;

}

• 重载++运算符时，有前置++和后置++，运算符重载函数名都是operator++，无法很好的区分。 C++规定，后置++重载时，增加⼀个int形参，跟前置++构成函数重载，方便区分。

• 重载>>或<<时，需要重载为全局函数，因为重载为成员函数，this指针默认抢占了第⼀个形参位 置，所以重载为全局函数把ostream/istream放到第⼀个形参位置就可以了，第⼆个形参位置当类类型对象。

Tips:

  " .* "  " :: "  " sizeof  " " ?: " " . " 注意以上5个运算符不能重载。

  重载操作符⾄少有⼀个类类型参数，不能通过运算符重载改变内置类型对象的含义，如： int operator+(int x, int y)

2.2const成员函数

• 将const修饰的成员函数称之为const成员函数，const修饰成员函数放到成员函数参数列表的后 ⾯。

• const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。 

演示代码：

#include<iostream>

using namespace std;

class Date

{

public:

Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)

{

_year = year;

_month = month;

_day = day;

}

// void Print(const Date* const this) const

void Print() const

{

cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;

}

private:

int _year;

int _month;

int _day;

};

int main()

{

// 这⾥⾮const对象也可以调⽤const成员函数是⼀种权限的缩⼩

Date d1(2024, 7, 5);

d1.Print();

const Date d2(2024, 8, 5);

d2.Print();

return 0;

}

代码中const 修饰Date类的Print成员函数，Print隐含的this指针由 Date* const this 变为 const Date* const this，所以不能更改类的数据成员。

Tip:

const成员函数是不可以调用非const成员函数的，const成员函数被设计为只能访问类的常量成员，而不能修改它们，如果允许调用则可能修改所以会报错。

2.3取地址运算符重载

取地址运算符重载分为普通取地址运算符重载和const取地址运算符重载，一般这两个函数编译器自动生成的就可以够我们使用了，不需要显示实现实现。

演示代码：

<code>class Date

{

public:

Date* operator&()

{

return this;

// return nullptr;

}

const Date * operator&()const

{

return this;

// return nullptr;

}

private:

int _year; // 年

int _month; // ⽉

int _day; // ⽇

};