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。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。

两点要求：

六个默认成员函数

• 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

• 5.取地址运算符重载

• 6.const成员函数

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

•  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。

内置类型构造函数代码：

#include<iostream>
using namespace std;
class Date{
public://无参构造函数Date(){_year = 2024;_month = 1;_day = 1;}//带参构造函数Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}//全缺省构造函数Date(int year = 2024, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};

对于内置类型，编译器不要求手动实现其构造函数，若无构造函数，编译器会自动生成构造函数，但不会初始化。 

 自定义类型构造函数：

#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;}
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的构造函数调⽤了Stack的构造，完成了两个成员的初始化
private:Stack pushst;Stack popst;
};

对于自定义类型Stack ，需要显示写出构造函数，对于用Stack实现的MyQueue，它会自动调用Stack的构造函数，不需要手动实现构造函数。

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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。

析构函数的特点： 

• 析构函数名是在类名前加上字符 ~。 
• 无参数无返回值。 (这里跟构造类似，也不需要加void)
• 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。 
•  对象生命周期结束时，系统会自动调用析构函数。
• 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。
•  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。
•  
  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。
•  ⼀个局部域的多个对象，C++规定后定义的先析构。

内置类型的析构函数 

#include<iostream>
using namespace std;
class Date{
public:~Date(){_year = 0;_month = 0;_day = 0;}
private:int _year;int _month;int _day;
};

内置类型即使不写，编译器也会自动生成一个。 

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  自定义类型的析构函数

#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;}// 析构函数，释放资源~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Stack的析构，释放的Stack内部的资源// 显⽰写析构，也会⾃动调⽤Stack的析构/*~MyQueue(){}*///编译器默认⽣成MyQueue的构造函数调⽤了Stack的构造，完成了两个成员的初始化
private:Stack pushst;Stack popst;
};

对于自定义类型的析构函数，像Stack类的有资源进行释放，因此需要手动实现。

MyQueue类，由Stack类和内置类型组成，不需要手动实现，进行析构时会直接调用Stack类的析构函数。

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 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。

拷贝构造函数的特点 

• 拷贝构造函数是构造函数的一个重载。
• 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。
• 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。
• 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。
•  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贝/浅拷贝不符合我们的求，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。
• 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。

 内置类型的拷贝构造：

#include<iostream>
using namespace std;
class Date{
public:// 拷贝构造函数Date(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}private:int _year;int _month;int _day;
};void Func1(Date d)
{
cout << &d << endl;
d.Print();
}Date& Func2()
{
Date tmp(2024, 7, 5);
tmp.Print();
return tmp;
}int main()
{// 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⻉构造Date d1(2024, 7, 5);// 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Func1(d1);cout << &d1 << endl;// 这⾥可以完成拷⻉，但是不是拷⻉构造，只是⼀个普通的构造Date 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Date d3(d1);d2.Print();// 也可以这样写，这⾥也是拷⻉构造Date d4 = d1;d2.Print();// Func2返回了⼀个局部对象tmp的引⽤作为返回值// Func2函数结束，tmp对象就销毁了，相当于了⼀个野引⽤Date ret = Func2();ret.Print();return 0;    
}

自定义类型的拷贝构造函数

Stack(const Stack& st)
{// 需要对_a指向资源创建同样⼤的资源再拷⻉值_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);if (nullptr == _a){perror("malloc申请空间失败!!!");return;}memcpy(_a, st._a, sizeof(STDataType) * st._top);_top = st._top;_capacity = st._capacity;
}

 为什么进行传值传参时会无限递归

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。

 深\浅拷贝

 

 浅拷贝时改变一个内容的值时会影响另一个对象，因此自定义类型应采用深拷贝，不能靠编译器自己生成。

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，这⾥要注意跟拷贝构造区分，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 

• 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
• 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连续赋值场景。
• 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拷贝构造函数类似，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他的赋值重载函数。
•  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，编译器自动生成的赋值运算符重载就可以完成需要的拷贝，所以不需要我们显示实现赋值运算符重载。像Stack这样的类，虽然也都是内置类型，但是_a指向了资源，编译器自动生成的赋值运算符重载完成的值拷贝/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，编译器自动生成的赋值运算符重载会调用Stack的赋值运算符重载，也不需要我们显示实现MyQueue的赋值运算符重载。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赋值运算符重载，否则就不需要。

 内置类型的赋值运算符重载

Date& operator=(const Date& d)
{// 不要检查⾃⼰给⾃⼰赋值的情况if (this != &d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}// d1 = d2表达式的返回对象应该为d1，也就是*thisreturn *this;
}

此处赋值运算符重载后可实现 Date d1(2023,3,2); Date d2 = d1;

 自定义类型的运算符重载

假设这里是实现 Stack中的 = 运算符重载，可能会有两个大小不一样的Stack对象

此处是直接另开一块空间，再依次完成拷贝操作

Stack& operator=(const Stack& st){if (this != &st){free(_a);_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);if (nullptr == _a){perror("malloc申请空间失败!!!");return *this;}memcpy(_a, st._a, sizeof(STDataType) * st._top);_top = st._top;_capacity = st._capacity;}return *this;
}