平潭城乡住房建设厅网站,江苏建设教育网站,海南代理注册公司,网页设计与制作课程定位在C编程中#xff0c;类是构建程序的基石#xff0c;而理解类的默认成员函数对于高效使用C至关重要。本文将深入探讨这六个默认成员函数及其他相关概念#xff0c;提供给读者一个全面的视角。 类的6个默认成员函数#xff1a; 如果一个类中什么成员都没有#xff0c;简称为…在C编程中类是构建程序的基石而理解类的默认成员函数对于高效使用C至关重要。本文将深入探讨这六个默认成员函数及其他相关概念提供给读者一个全面的视角。 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。 1. 默认构造函数
在C中构造函数是类的一种特殊成员函数其主要职责是初始化对象。默认构造函数是在没有显式定义任何构造函数时由编译器自动生成的无参构造函数。它的核心作用是提供对象的初始状态确保对象在使用前已经被适当地初始化。
重要性
确保类的对象即使未显式初始化也能被创建。允许对象数组的简便声明。
下面将从实现日期类code进行说明
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;d1.Init(2022, 7, 5);d1.Print();Date d2;d2.Init(2022, 7, 6);d2.Print();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。 1.1构造函数性质 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 class Date{public:// 1.无参构造函数Date(){}// 2.带参构造函数Date(int year, int month, int day){_year year;_month month;_day day;}private:int _year;int _month;int _day;};void TestDate(){Date d1; // 调用无参构造函数Date d2(2015, 1, 1); // 调用带参的构造函数// 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// 以下代码的函数声明了d3函数该函数无参返回一个日期类型的对象// warning C4930: “Date d3(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?)Date d3();}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;return 0;} 6. 关于编译器生成的默认成员函数很多童鞋会有疑惑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调用的它的默认成员函数。 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;
} 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;
}; 提供的Date类代码中包含两个构造函数一个无参构造函数和一个带有默认参数值的有参构造函数。这段代码试图同时提供一个默认构造函数的显式定义和一个通过默认参数能够充当默认构造函数的有参构造函数。
在C中当有参构造函数的所有参数都有默认值时这个构造函数也能够作为默认构造函数使用。因此这段代码中的两个构造函数存在冲突因为它们都能够作为默认构造函数。具体来说
第一个构造函数Date()是一个显式的无参默认构造函数。第二个构造函数Date(int year 1900, int month 1, int day 1)由于所有参数都提供了默认值因此它也能作为默认构造函数使用。
这种情况下编译器将无法决定在需要默认构造函数时应该使用哪一个因此这段代码会引发编译错误具体错误依赖于编译器但通常会提示关于构造函数重载的歧义或冲突
2. 析构函数
析构函数确保当对象离开作用域时能够进行适当的资源清理工作比如释放动态分配的内存和关闭文件句柄。与构造函数不同析构函数不能被重载一个类只能有一个析构函数。如果不显式定义编译器将为类生成一个默认的析构函数。 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 重要性
防止资源泄露确保资源的正确释放。自动化管理资源减少手动错误。 析构函数 是特殊的成员函数其 特征 如下 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 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;
}
// 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。 7.析构顺序
析构函数的调用顺序在C中遵循“先构造后析构后构造先析构”的原则这通常被称为栈的解构顺序LIFO后进先出。
3. 拷贝构造函数
拷贝构造函数定义了一个对象如何被另一个同类型对象初始化。它的典型声明形式是接受一个当前类类型的对象引用作为参数。当进行对象复制如函数参数传递或从函数返回对象时会调用拷贝构造函数。 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 。 重要性
允许对象值的正确复制。控制深拷贝和浅拷贝避免潜在的内存问题。
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。
// Date(const Date d) // 正确写法Date(const Date d) // 错误写法编译报错会引发无穷递归{_year d._year;_month d._month;_day d._day;} 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。 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); 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。 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。 4. 赋值运算符重载
赋值运算符用于定义一个对象如何被另一个同类型对象赋值。重载赋值运算符时通常需要处理自赋值的情况并返回对象的引用。
重要性
提供对象间值传递的控制。保证资源的正确管理特别是在动态资源分配时。 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 。 函数原型 返回值类型 operator 操作符 ( 参数列表 ) 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参数 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 .* :: 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 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
{
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;
}
// 编译失败
// error C2801: “operator ”必须是非静态成员 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。 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。 4.3 前置和后置重载 class Date
{
public:Date(int year 1900, int month 1, int day 1){_year year;_month month;_day day;}// 前置返回1之后的结果// 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Date operator(){_day 1;return *this;}// 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// 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this1// 而temp是临时对象因此只能以值的方式返回不能返回引用Date operator(int){Date temp(*this);_day 1;return temp;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
5. const成员函数
通过在成员函数的声明末尾添加const关键字我们可以使该函数成为const成员函数这意味着该函数不会修改任何成员变量的值。这样的函数可以在常量对象上调用保证了对象状态的不可变性。
重要性
增加代码的安全性和表达力。允许对常量对象进行只读操作。
6. 取地址及const取地址操作符重载
通过重载取地址操作符可以控制如何获取对象的地址。对于const对象可以特别重载以返回指向const对象的指针。这允许开发者定制对象地址的获取方式可能用于跟踪对象的地址获取或禁止取地址操作。
重要性
提供对对象地址获取的精细控制。可用于安全或调试目的限制或记录对象地址的使用。
结论
通过深入了解这些默认成员函数及相关概念C程序员可以更有效地管理类的生命周期、资源分配和对象复制。这些知识不仅有助于编写更健壮的代码还能增强代码的可读性和
