C++类中六个默认的成员函数详解
浅谈
先来说一下“this指针”:
C++中通过引入this指针解决该问题,暨: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,暨用户不需要来传递,编译器自动完成。
说了这么多其实编译器在生成程序时获取对象首地址的信息。然后将获取的对象的首地址存放在了寄存器中,成员函数的其它参数都是存放在栈中。而this指针参数则是存放在寄存器中。类的静态成员函数(用static修饰的成员函数)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。
构造函数
构造函数是一个特殊的成员函数,名字与类名相同且不能有返回值,创建类类型时由编译器自动调用,在对象的生命周期内只调用一次。**主要任务是初始化对象。
↓下面是一个简单的构造函数(全缺省):
主函数初始化时如果无参则以缺省值0给成员变量赋值。
默认构造函数:
Q:为什么会出现上面的报错――包含多个默认构造函数?
A: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,都可以称为默认构造函数。
特征:
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。
析构函数
析构函数:与构造函数功能相反,析构函数是完成对象的销毁,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,完成类的一些资源清理工作,和构造函数一样,如果我们没写析构函数,系统会生成一个默认析构函数,但这个析构函数什么都不会做。
如果类中的成员变量不需要动态开辟内存空间,则默认析构函数可以完成析构任务,比如下面这种,可以说不用析构。
但是像下面这种,默认析构函数已经不能够完成
特征:
1.函数名是在类名前加上字符~;
2.无参数(有一个隐藏参数*this指针)无返回值;
3.一个类有且仅有一个析构函数,若未显示定义,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++编译系统自动调用析构函数。
拷贝构造函数
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。
从上图我们可以看出,关于给t2变量初始化时肯定不是调用构造函数。
下面这张图应该就可以解释上面的问题
关于对拷贝构造函数参数的说明:
当然也同构造函数一样,若未显示定义,系统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,暨浅拷贝或值拷贝。
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(当然还有个隐藏的*this)且必须使用引用传参,使用传值方式会引发死递归。
赋值重载函数
赋值重载函数: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)
Test& operator= (const Test& t)
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或者枚举类型的操作数;
用于内置类型的操作符的操作符,其含义不能改变,例如:内置的整型+,不能改变其含义;
作为类成员的重载函数时,其形参看起来比操作数数目少1成员函数的,操作符有一个默认的形参this,限定为第一个形参;
*、::、sizeof、?:、. 以上5个运算符不能重载。
一个类如果没有显示定义赋值运算符重载,编译器也会生成一个,完成对象按字节序的值拷贝。
const成员函数
将const修饰的类成员函数称之为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,表明该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。
multable关键字:当有必须要修改的成员变量时,需在成员变量声明时前加上该关键字,及时是const成员函数也依然可以修改。
取地址及const取地址重载函数
这两个默认成员函数一般不用重新定义,编译器默认生成;
class Date { public: Date* operator&() { return this; } //因为对象被const修饰不能更改,所以返回值也要被const修饰 const Date* operator&() const { return this; } private: int _year; int _month; int _day; };
深挖
构造函数
上面的代码居然可以正常运行并且赋值成功,这是为什么。实际上编译器在执行赋值语句前,将“100作为参数来构造一个无名的临时的类”然后进行赋值。
上面这种情况我们称为**“隐式转换”**。
explicit关键字:如果在构造函数前加上这个关键字,则要求显示转换,不能进行隐式转换。
因此我们进行强转之后再赋值;
我们换一种思路,将“类”给整型赋值,且先给出一个强转函数;
最后介绍另外一种初始化的方式:
给出一个复数类,参数列表初始化的效率要高于第一种初始化方式。
拷贝构造函数
下面介绍一下深拷贝,先看下面一段代码:
这个代码中我们没有写拷贝构造函数,可见默认拷贝函数这里出了问题;前面我们说过,默认拷贝方式是浅拷贝,也就是值拷贝。
上面s1使用hello初始化,s2使用s1的值来拷贝,因此s2并未开辟新空间,而是指向s1的空间,因此在最后调用析构函数的时候,对同一块空间free了两次。
如果将代码改成下面这种,那么就不会报错。
赋值运算符重载函数
这里我们继续引用上面构造函数部分最后给出的那个复数类
我们上面说了赋值重载函数,那么到底什么是赋值运算符重载呢?
运算符重载:对运算符赋予新的意义↓↓↓
由上图可知,上面这个对加法运算符符号“+”的重载函数是成员函数,因为它参数里面有一个隐藏的的this指针,所以需要用对象来调动它。
上面的代码整体的思路就是:
1.调用四次次构造函数,构造C1C2C3以及在operator+内部的tmp;
2.C1调用加法重载函数进行C1+C2;
3.加法重载函数返回时需要调动一次拷贝构造函数(tmp拷贝到临时对象);
4.调用赋值重载将C1+C2的值赋给C。
当写的类想做某种运算时,但编译器不支持,因此我们需要对运算符进行重载。