C++程序设计——类的六个成员函数-创新互联

类的六个成员函数

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事实上任何一个类，在我们不写的情况下，都会自动生成6个默认的成员函数。

1.构造函数

概念：

构造函数是一个特殊的成员函数，名字与类名相同，实例化对象时由编译器自动调用，以此来保证每个数据成员都有一个合适的初始值，并且在对象的生命周期内只调用一次。

构造函数的主要作用是初始化对象，而不是开辟空间创建对象。

特征：

1.函数名与类名相同

2.创建对象时，由编译器自动调用，用户无法调用

3.无返回值（void也不可以）

4.构造函数可以重载

5.若类中没有显式定义构造函数，则编译器会自动生成一个无参的默认构造函数；若用户已显式定义，则编译器不再生成

6.无参和全缺省的构造函数都称为默认构造函数，且默认构造函数只能有一个

例1：

例2：

例3：

2.析构函数

概念：

与构造函数相反，析构函数不是完成对象的销毁，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。

特性：

1.析构函数名是在类名前加上一个字符‘~’。

2.没有参数（可以加void，但一般不会这样使用），没有返回值。

3.一个类有且仅有一个析构函数（不能重载）。若未显式定义，系统则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。

默认的成员函数，一定会生成？

从语法上来讲，是一定会生成的，但是实际情况中并不一定。因为语法是靠人来具体实现的，有时需要考虑一些其他因素，比如程序的运行效率，所以有可能不会严格按照语法来实现。

  比如一下代码，并没有什么意义，在某些编译器及版本中（例：VS2013），就不会生成类的默认成员函数。

3.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，防止被修改），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使用引用传参，使用传值方式会引发无穷递归调用

3.若未显式定义，系统会生成默认的拷贝构造函数。

注意：默认的拷贝构造函数对象按内存存储按字节序完成拷贝，这种拷贝属于浅拷贝，或叫值拷贝；所以没有涉及到资源管理，可以直接使用默认的拷贝构造函数。

为什么拷贝构造函数使用传值方式会引发无穷递归？

  那我们就假设可以使用传值方式，那么在调用拷贝构造函数时就会发生临时拷贝，需要将实参拷贝到形参中，即通过实参来构造形参对象，那么此时就又需要调用拷贝构造函数，因此陷入无穷递归调用。

什么情况需要自实现拷贝构造函数？

  因为默认的拷贝构造函数采用的是浅拷贝，因此当涉及到资源的管理时，就需要自实现拷贝构造函数。

调用拷贝构造函数的场景

（1）用一个对象直接构造一个新对象

（2）类类型对象，以值的形式传参

（3）类类型对象，以值的方式作为函数返回值

注意：若直接创建返回一个匿名对象，编译器不会通过拷贝构造函数创建一个临时对象返回，而是直接将匿名对象返回。

4.赋值运算符重载

概念：

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，以及参数列表，其返回值类型与参数列表和普通的函数类似。

函数名：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：

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或者枚举类型的操作数

3.用于内置类型的操作符，其含义不能改变，例如：内置的整型+，不能改变其含义

4.作为类成员的重载函数时，其形参看起来比操作数数目少一，其实成员函数的操作符有一个默认的形参this，限定为第一个参数

5.以下五个运算符不能重载：.*、::、sizeof、?:、.

什么情况需要自实现赋值运算符重载？

默认的赋值运算符重载，也是采用的浅拷贝，所以如果类中未涉及到资源管理时，赋值操作是否显示提供都可以，需要则提供，不需要则可不提供，利用编译器完成赋值操作即可。

若类中涉及到资源管理，则用户必须显示实现，否则编译器默认生成的赋值运算符重载实现采用的是浅拷贝，可能造成资源、内存泄漏，和多个对象共享同一份资源，在销毁时造成代码崩溃。

为什么赋值运算符重载必须重载为类的成员函数？

  因为赋值运算符重载是类默认的成员函数，若用户没有显示定义时，编译器会自动生成一份，而此时若用户自己再在类外实现一份，相等于存在两个赋值运算符重载形成歧义，编译器则会报错。

较为标准的赋值运算符重载

（1）加返回值，支持连续赋值

类类型对象赋值，相当于是调用赋值运算符重载函数，结合连续赋值的本质，所以需要对赋值运算符重载函数加返回值。

（2）返回引用（前提不影响功能实现），提高效率

返回引用，则返回时不需要再调用拷贝构造函数构造临时对象，提高程序效率。

（3）引用传参，提高效率

（4）const修饰参数，防止参数对象被修改

（5）添加检验，防止本身给本身赋值

实现重载前置++与后置++

因为++运算符是单目运算符，作为类的成员重载函数，自带了默认的形参this，所以为了能够实现前置与后置++重载，在后置++重载函数中多加一个int形参作为区分。

注意：

后置++是先使用，再+1。所以需要先临时保存对象，再对对象数据+1，然后返回的是+1前的临时对象（即这里不可以返回引用）。

实现流提取运算符<<重载

若重载为类的成员函数：

  语法上是可以的，但是因为其自带默认参数this，所以其使用逻辑为"对象名<

<<重载规定：

  第一个参数必须是ostream的对象，第二个参数才是要打印的内容，所以一般重载为全局函数。

5.const成员函数

const修饰类的成员函数：

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，（本质）实际上修饰该成员函数隐藏的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。

例：

比如以下函数，本意只是想对时间进行一个打印输出，但是在内部可能不小心会对数据造成修改，影响功能实现：

this的类型：Time* const this

即this指针的指向不能修改，但是this指向对象中的内容可以修改。

此时就可以通过const修饰该成员函数，表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。

this的类型：const Time* const this

即this指针的指向不能修改，指向对象中的内容也不能修改。

相关问题

（1）const对象能否调用非const成员函数？

  不能，const类型对象只能调用const成员函数，不能调用普通成员函数。因为普通成员函数可能会对对象中的成员进行修改。

（2）非const对象能否调用const成员函数？

  可以，普通对象对于普通成员函数和const成员函数都可以调用。

（3）const成员函数内，能否调用其他的非const成员函数？

  不能，同理非const成员函数可能会对对象的成员进行修改，而const成员函数内不能对对象的任何成员进行修改。

（4）非const成员函数内，能否调用其他的const成员函数？

  可以。

注意：

构造函数，拷贝构造函数，析构函数，赋值运算符重载，不可以使用const修饰。因为以上四个函数目的就是对成员进行修改。

mutable关键字

  mutable关键字修饰成员变量，表示该成员变量可以在const修饰中被修改。

6.取地址及const取地址操作符重载

取地址操作符重载：

const取地址操作符重载：

注意：

这两个运算符一般使用编译器生成的默认取地址重载成员函数即可，一般不需要自己实现重载。只有特殊情况才需要自己实现，比如想要让别人获取指定的内容等。

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