3.类和对象(中)

1. 类的默认成员函数

默认成员函数就是用户没有显式实现，编译器会自动生成的成员函数称为默认成员函数（就是我们不写，编译器会默认生成一份）。一个类，我们不写的情况下编译器会默认生成以下6个默认成员函数，需要注意的是这6个中最重要的是前4个，最后两个取地址重载不重要，我们稍微了解一下即可。其次就是C++11以后还会增加两个默认成员函数，移动构造和移动赋值，这个我们后面再讲解。默认成员函数很重要，也比较复杂，我们要从两个方面去学习：

6个默认成员函数重要学4个：构造函数、析构函数、拷贝构造、拷贝赋值。

 默认成员函数有以下两个特点：

• 第一：我们不写时，编译器默认生成的函数行为是什么，是否满足我们的需求。

• 第二：编译器默认生成的函数不满足我们的需求，我们需要自己实现，那么如何自己实现？

2. 构造函数

构造函数是特殊的成员函数（一定要记住，它是特殊），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。构造函数的本质是要替代我们以前Stack和Date类中写的Init函数的功能，构造函数自动调用的特点就完美的替代的了Init。

构造函数的特点：

1. 函数名与类名相同。

2. 无 返回值。 (返回值啥都不需要给，也不需要写void，不要纠结，C++规定如此)

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。可以重载的意思是什么呢？我们可以写多个构造函数，只要参数不同就可以了。

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。

6. 有三个默认构造函数：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，都叫做默认构造函数。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。要注意很多同学会认为默认构造函数是编译器默认生成那个叫默认构造，实际上无参构造函数、全缺省构造函数也是默认构造，总结一下就是不传实参就可以调用的构造都叫默认构造。

7. 我们不写，编译器默认生成的构造，对内置类型成员变量的初始化没有要求，也就是说是是否初始化是不确定的，看编译器。对于自定义类型成员变量，要求调用这个成员变量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，我们要初始化这个成员变量，需要用初始化列表才能解决，初始化列表，我们下个章节再细细讲解。

有没有可能一个类没有默认构造呢？

有可能，比如说写了构造，但是又没写默认构造，没有写无参的或者全缺省的，就写了一个带参的。带参构造函数不是默认构造函数。

说明：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原生数据类型， 如：int/char/double/任意类型的指针等都是内置类型，自定义类型就是我们使用class/struct等关键字自己定义的类型。

内置类型生成的构造可能处理，也可能不处理。不处理的情况如下：

因此，这里的构造还是要靠我们自己写。

#include<iostream> using namespace std; class Date { public:     // 1.无参构造函数     Date()     {         _year = 1;         _month = 1;         _day = 1;     }     // 2.带参构造函数     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() {     Date d1;      Date d2(2025, 1, 1);      Date d3();//如果没有参数，在这写括号是带有一定的歧义，     //不知道定义的是一个对象还是函数的声明，因为函数声明也是可以这样写。     d1.Print();     d2.Print();     return 0; } // Date() {     _year = 1;     _month = 1;     _day = 1; } Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1) {     _year = year;     _month = month;     _day = day; } 上面这两个函数构成函数重载，但不能这样写，调用会存在歧义，如果无参调用的时候既可以调用无参的，也可以调用全缺省的，所以也不知道调用谁。不能把无参的和全缺省的一块写。

总结：默认生成的构造函数， 一般情况下，构造函数都需要自己写，比如日期类，我们都期望用值去初始化，我们要写参数，因为默认生成的都是无参的，不太符合我们的需求。少数情况默认生成的就可以用，比如：MyQueue。

3. 析构函数

我们平时定义的对象，大多数是局部对象，局部对象的空间不是说需要我们去开，它是自动开的。函数建立栈帧，就把栈帧里面要建立的对象的空间就开出来了，函数结束要销毁栈帧，也就把它们的空间就给销毁了，Data站12字节，这12字节是自动开的，它的销毁也是自动销毁的，所以说，构造是完成初始化，析构也不是空间的销毁，它是完成所谓的清理工作，资源清理，类比我们之前的Destroy。

class Data { public: private:     int _year;     int _month;     int _day; };

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。析构函数的功能类比我们之前Stack实现的Destroy功能，而像Date没有Destroy，其实就是没有资源需要释放，所以严格说Date是不需要析构函数的，我们的栈才需要析构函数。

本质上析构这一块可以怎么理解呢？

我们调用main函数，main函数会建立一个栈帧，为什么说Data d，它的空间的创建和Stack st，它的空间的创建不需要我们管呢？因为它们属于这个栈帧，函数调用会建立栈帧，那编译器把它编译成指令的时候，创建栈帧的时候就已经把这个空间开好了，这个空间的创建销毁都不需要我们管，main函数的栈帧，函数调用，相当于系统自动做了，不需要我们管。那它为什么还需要析构函数呢?它里面有一个指针指向堆上的空间，如果我们不去写析构函数或者说像以前一样不去调用Destroy，函数调用结束了以后它就把这个空间还给操作系统了。那这个空间销毁了吗？没有，因为我们malloc这块空间需要我们手动释放。不释放就没有内存销毁，就会有内存泄漏。

栈是必须要写析构的，不写就内存泄漏了。

#include<iostream> using namespace std; typedef int STDataType; class Stack { public:     Stack(int n = 4)     {         _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; }; int main() {     Stack st;     return 0; } 

那哪个类我们可以不写析构，让它自动生成的就可以用呢？两个栈实现一个队列的时候。 

using namespace std; typedef int STDataType; class Stack { public:     Stack(int n = 4)     {         _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; }; class MyQueue { public: private:     Stack pushst;     Stack popst; }; int main() {     Stack st;     MyQueue mq;     return 0; }

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，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他的析构函数。

6. 还需要注意的是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。

它的前4个特性是基本特性。

7. 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Date；如果默认生成的析构就可以用，也就不需要显示写析构，如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。

8. ⼀个局部域的多个对象，C++规定后定义的先析构。

总结一下5、6、7的特性：一般情况下，如果显示申请了资源，才需要自己实现析构，其它情况基本都不需要显示写析构。

4. 拷贝构造函数

这就是拷贝构造，就是说它还是一种构造，是一个初始化，但是它是一个拷贝初始化，就是我想拷贝d1去初始化d2，让d2的值跟d1的值一样。 那拷贝构造初始化要写，我们该如何去写呢？ 首先，拷贝构造是一个构造，构造的特性它都支持，构造是怎么说的，函数名和类名相同，没有返回值，也不需要写void，参数规定必须是引用，那d1拷贝初始化d2是怎么走的呢？d就是d1的别名，this是d2，构造、析构这些里面也有this，成员函数都有this，这样才能访问成员变量。 Date(Date& d) {     //这里面就完成了d1拷贝初始化d2。     _year = d._year;     _month = d._month;     _day = d._day; } 拷贝构造就是构造的一种特殊形式，用自己类型的对象去初始化。

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. 拷贝构造函数的第⼀个参数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。 拷贝构造函数也可以多个参数，但是第⼀个参数必须是类类型对象的引用，后面的参数必须有缺省值。

如果使用传值传参，这个地方语法逻辑是过不去的，编译器会直接报错。

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。

C＋＋规定传值传参要调拷贝构造，d1传给d，把d1的值拷贝给给d，这叫创建一个对象，但是C＋＋规定，自定义类型、类类型，必须要调用拷贝构造，完成这里的拷贝，因为它就是用d1去拷贝d的。

如果不想调拷贝构造传引用就可以了。

//都是拷贝构造 Date d2(d1); Date d4 = d1;

4. 若未显式定义拷贝构造，编译器会生成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他的拷贝构造。

5. 像Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源，编译器自动生成的拷贝构造就可以完成需要的拷贝，所以不需要我们显示实现拷贝构造。像Stack这样的类，虽然也都是内置类型，但是_a指向了资源，编译器自动生成的拷贝构造完成的值拷被/浅拷贝不符合我们的需求，所以需要我们自己实现深拷贝(对指向的资源也进行拷贝)。像MyQueue这样的类型内部主要是自定义类型Stack成员，编译器自动⽣成的拷贝构造会调⽤Stack的拷贝构造，也不需要我们显示实现

MyQueue的拷贝构造。这里还有⼀个小技巧，如果⼀个类显示实现了析构并释放资源，那么他就

需要显示写拷贝构造，否则就不需要。

6. 传值返回会产⽣一个临时对象调用拷贝构造，传引用返回，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，类似⼀个野指针⼀样。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。

只有自定义类型，类类型才会调用拷贝构造。