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  • C++构造函数、析构函数你要知道的那些事儿~

    一、拷贝构造函数

    • 1、是一种特殊的构造函数,就是用一个已有的对象去构造其同类的副本对象,即对象克隆
     class 类名
      {
       类名(类名& that)
       {
        对成员挨个赋值
       }
      }
    • 2、编译器会默认生成一个拷贝构造函数
      编译生成的拷贝构造函数默认会逐字节复制类中的每一个成员
      如果在类A中有类B成员,会在类A的拷贝构造中自动调用类B的拷贝构造
    • 3、程序员可以自定义拷贝构造来取代默认的拷贝构造
      a、拷贝构造只能有一个,不能重载
      b、一旦程序员自定义的拷贝构造,编译器就不再生成
      c、在自定义的拷贝中能通过编码来实现成员的复制
    • 4.一般情况下编译器生成的拷贝构造完全够用,不要轻易自定义构造
    • 5.什么情况下调用拷贝构造
      a、对象与对象赋值
      b、用对象与函数传参
      c、用对象当作返回值

    二、初始化列表

    • 1、是一种成员的初始化方式,在构造函数的大括号前使用小括号对成员进行初始化的一种方式
     class
      {
       类名(参数列表):成员1(参数),成员2(参数)....
       {
    
       }
      }

    a、参数列表可以解决构造函数的参数与成员重名的问题
    b、参数列表会先与构造函数执行

    • 2、如果类成员是数组,可以使用{}进行初始化
    • 3、如果有成员是类,可以在初始化列表中显示调用构造函数
    • 4、如果成员中有const成员、引用成员,必须使用初始化列表
    • 5、类成员的构造顺序与初始化列表无关,而是与成员定义的顺序有关

    三、this指针

    • 1、相同类型的对象各自拥有独立的成员实例,彼此共享一份成员函数,成员函数是如何知道谁在调用它
    • 2、为了让成员函数知道是哪个对象在调用,并准确访问到对象的成员,编译器会自动为每个成员函数添加一个看不到的参数,这个参数就是指向调用对象的指针(this)
    • 3、类中的所有成员函数都有this指针,包括构造、析构、拷贝构造等,只是构造中this指向的是正在被创建的对象
    • 4、this指针默认情况下都是隐藏的(在成员函数中访问成员变量时自动就加上了),但也可以显示使用
    • 5、使用情况使用this
      a、区分成员变量与参数
      b、把对象当作返回值与其他对象进行交互

    四、常对象与常函数

    • 1、创建对象时添加const关键字,这个对象就不可再修改,就有了常属性,故意味着整个对象中的所有东西都不能修改
    • 2、常对象不能调用普通成员函数,调用成员函数就相当于把对象的this指针给了它,就会有被修改的风险
    • 3、函数体前加const关键的叫常函数,常对象只能调用常函数,普通对象也可以调用常函数
      常函数就相当于对this指针添加了const属性
    • 4、常函数与’非‘常函数会形成重载不会冲突
    • 5、如果有成员确实需要修改,它又被const修饰,可以对成员添加一个关键字mutable,这样即使常对象调用了常函数依然可以修改

    五、析构函数

    • 1、当对象被销毁时自动调用的函数叫析构函数,对象的整个生命周期中只能被调用一次,它是对象被销毁前的最后一个执行的动作
    class 类名
      {
       //不能重载,只能有一个
       //不可以有返回值,没有参数
       ~类名(void)
       {
    
       }
      };
    • 2、编译会默认产生一个析构函数,默认析构函数负责销毁能看的到的成员,如果有成员是类,会自动调用成员的析构函数,类成员的析构过程和构造过程相反
    • 3、析构函数虽然不能重载,但可以自定义,有自定义析构函数默认析构就不会生成
    • 4、当类中有析构函数看不到的资源时, 有需要还原的设置时(把打开的文件关闭/把获取的数据保存),这时就需要自定义析构函数

    六、赋值构造

    • 1、赋值构造就是一个对象给另一个对象赋值的时候调用的函数
     Student stu2 = stu1; //拷贝构造
    
      void func(Studnet stu); //拷贝构造
      func(stu1;)
    
      Student func(void) //拷贝构造
      {
       return *this;
      }
      Student stu = func();
    • 2、赋值构造函数的格式
     void operator = (Student& that)
      {
    
      }  
      //可以与其他对象进行交互
      Student operator = (Student& that)
      {
    
      }
    • 3、编译器会默认生成赋值构造,它的功能与拷贝构造的功能一样,把对象A完全拷贝给对象B
    • 4、赋值构造与拷贝构造的区别
      拷贝构造:使用对象A去创建对象B(调用时对象B还未生成)
      赋值构造:对象A与对象B都已经构造完成,此时B = A;
      如果对象中有常成员,拷贝构造可以成功调用,但赋值构造不行
    • 5、一般情况下默认的赋值构造基本够用,除非有成员是指针,指向了额外的内存空间,这种情况下才需要自定义拷贝构造、赋值构造
    • 6、自定义赋值构造
      a、确定赋值构造的格式
      b、防止自赋值
      int num = 1;
      num = num;
      c、释放旧资源
      d、分配新的资源
      e、拷贝新内容
      //f、代码利用(显示调用拷贝构造)

    七、静态成员与静态成员函数

    • 1、类成员被static修饰后,就会存储在bss段(此段是有编译存放的而且大小固定),在程序中动态的创建对象时它的静态成员就无法创建,所有的类对象共享一个静态成员
    • 2、静态成员只能在类中声明不能在类中定义(必须在类外定义)
      类型 类名::成员名;
    • 3、静态成员就是声明在类中的全局变量,在任何位置都可以使用 类名::静态变量名
    • 4、静态成员函数,类中的成员函数被static修饰后就变成了静态成员函数,所有对象共享一份静态成员函数
    • 5、静态成员函数不会传递this指针,也就不能访问成员变量
      不通过对象也能调用静态成员函数
      类名::静态成员函数(参数)

    八、单例模式

    • 1、只能创建出一个对象的类,这种类叫做单例类,这种模式就叫做单例模式
    • 2、为什么需要单例模式,是为了提高安全性和稳定性的技巧。
      只允许存在唯一对象实例
      单例模式的商业应用:
      网站计数器
      日志管理系统
      连接池、线程池、内存池
    • 3、获取对象实例的专门方法
      a、全局变量的定义不受控制,能防君子不能防小人
      b、专门方法是类的一部分,"我是类型我做主",
      借助类禁止在外部创建对象,仅在类内部提供获取对象的接口。
    • 4、如何实现单例模式
      a、禁止在类外部创建实例,私有所有的构造函数 private
      b、类自己维护其唯一实例,
      静态成员变量 static 类名 instance;
      静态成员指针 static 类名* instance;
      c、提供访问该实例的方法,静态成员函数getInstance()

    • 5、饿汉单例模式
      不管是否需要对象都已经创建好了。
      优点:效率高、速度快、稳定。
      缺点:浪费资源,不管需不需要对象都已经创建好;

    • 6、懒汉单例模式
      当首次使用获取对象时才会真正创建出对象。
      优点:节约资源
      缺点:效率低,速度慢,不安全(多线程情况下)。

    九、操作符函数

    在C++中,编译器有能力把一个由数据、对象和操作符共同组成的表达式,解释为对一个全局或成员函数的调用。 该全局或成员函数被称为操作符函数,通过重定义操作符函数,可以实现针对自定义类型的运算法则,并使之与内置类型一样参与各种表达式。

    十、双目操作符表达式

    • 成员函数
      形如L#R双目操作符表达式,将被编译器解释为 L.operator#(R)
      a-b+c == a.operator-(b).operator+(c)
    • 全局函数
      形如L#R的双目操作符表达式,将被编译器解释为 ::operator#(L,R)
      a-(b+c) == ::operator-(a,::operator+(b,c))

    十一、单目操作符表达式

    • 成员函数
      形如#O或O#的单目操作表达式,将被编译器解释为 O.operator#(),唯一的操作数是调用对象。
    • 全局函数
      形如#O或O#的单目操作表达式,将被编译器解释为 ::operator#(O),唯一的操作数是调用对象。

    十二、典型的双目运算符重载

    成员函数
     Point operator /+-*%|^& (Point& that)
     {
      Point t; // 会调用无参构造
      t.x = x / that.x;
      t.y = y / that.y;
      return t; // 不能返回局部对象的引用,否则会出现悬空引用
     }
     注意:原对象的值不变,要产生一个临时的对象
    
     bool operator > < >= <= == != || && (Point& that)
     {
    
     }
    
     Point& operator += -= *= /= (Point& that)
     {
    
      return *this; 
     }
    
     注意:运算符的重载要符合情理。

    全局函数
    可能会访问到参数的私有成员:
    1、把成员变成公开,但会破坏类的封闭性。
    2、把全局函数声明为友元(友元不是成员),
    3、不能在友元函数中直接访问成员变量。

     Point operator + (Point& a,Point& b)
     {
      Point t(a.x+b.x,a.y+b.y);
      return t;
     }

    十三、典型的单目运算符重载

     成员函数:
     前++/-- 
     Point& operator ++/-- (void)
     {
    
     }
    
     后++/--
     Point operator ++/-- (int)
     {
    
     }
    
     全局函数:
     前++/-- 
     Point& operator ++/-- (Point&)
     {
    
     }
    
     后++/--
     Point operator ++/-- (Point&,int)
     {
    
     }

    十四、输入、输出运算符重载

     输入、输出运算符不能重载为成员函数,只能是友元。
     ostream& operator << (ostream& os,Point& p)
     {
    
     }
    
     istream& operator >> (istream& is,Point& p)
     {
    
     }

    十五、特殊的运算符的重载

    [] 下标运算符,可以把对象当作数组来使用。
    () 函数运算符,可以把对象当作函数来使用。
    -> 成员访问运算符,可以把对象当作指针来使用。

    • 解引用运算符,可以把对象当作指针来使用。
      new/delete 也可以进行重载,但不建议使用。
      new会自动调用重载的new函数再构造函数。
      delete会先调用析构再调用重载的delete函数。

      只有极个别的运算符的重载对于对象来说是有意义(>>,<<)
      常考的运算符重载:前++/--,后++/--

    十六、运算符重载的一些限制

    • 1、不能重载的运算符
      :: 作用域限定符
      . 成员访问运算
      .* 成员指针解引用
      ?: 三目运算符
      sizeof 字节长度运算符
      typeid 类型信息操作符
    • 2、运算符的重载改变不了运算符的优先级
    • 3、无法改变运算符的操作个数
    • 4、无法发明新的运算符
    • 5、重载运算符要注意运算符的一致性
      不要改变运算符默认的运算规则
    • 6、运算符的重载是为了方便使用、增强可读,不应该成功卖弄的工具。
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