• 3.类和对象（中）

     面试题

    首先来两个面试题开开胃

    1. this指针存在哪里？

    2. this指针可以为空吗？

    下面程序编译运行结果是？ A、编译报错 B、运行崩溃 C、正常运行

    1.  
    2. // 1.下面程序编译运行结果是？ A、编译报错 B、运行崩溃 C、正常运行
    3. class A
    4. {
    5. public:
    6.  void Print()
    7.  {
    8.  cout << "Print()" << endl;
    9.  }
    10. private:
    11.  int _a;
    12. };
    13. int main()
    14. {
    15.  A* p = nullptr;
    16.  p->Print();
    17.  return 0;
    18. }
    1. ​
    2. // 1.下面程序编译运行结果是？ A、编译报错 B、运行崩溃 C、正常运行
    3. class A
    4. { 
    5. public:
    6.     void PrintA() 
    7.    {
    8.         cout<<_a<
    9.    }
    10. private:
    11.  int _a;
    12. };
    13. int main()
    14. {
    15.     A* p = nullptr;
    16.     p->PrintA();
    17.     return 0;
    18. }
    19.  
    20. ​

    我们再看一道题：（这个题是正常运行）

    1. class A
    2. {
    3. public:
    4. 	void PrintA()
    5. 	{
    6. 		cout << "print()" << endl;
    7. 	}
    8. private:
    9. 	int _a;
    10. };
    11. int main()
    12. {
    13. 	A* p = nullptr;
    14. 	(*p).PrintA();
    15. 	return 0;
    16. }

    1.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。

     

    2. 构造函数

    2.1 概念

    对于以下 Date 类： 
    1. class Date
    2. {
    3. public:
    4. 	void Init(int year, int month, int day)
    5. 	{
    6. 		_year = year;
    7. 		_month = month;
    8. 		_day = day;
    9. 	}
    10. 	void Print()
    11. 	{
    12. 		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    13. 	}
    14. private:
    15. 	int _year;
    16. 	int _month;
    17. 	int _day;
    18. };
    19. int main()
    20. {
    21. 	Date d1;
    22. 	d1.Init(2022, 7, 5);
    23. 	d1.Print();
    24. 	Date d2;
    25. 	d2.Init(2022, 7, 6);
    26. 	d2.Print();
    27. 	return 0;
    28. }
    对于Date类，可以通过Init共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，未免太麻烦了，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。  

    2.2.特性

    构造函数是特殊的成员函数，需注意的是，构造函数虽然名称叫做构造，但是构造函数的主要任务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。（不是void，就不需要写）
    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。 
    1. class Date
    2. {
    3. public:
    4. 	// 1.无参构造函数
    5. 	Date()
    6. 	{
    7. 		_year = 1;
    8. 		_month = 1;
    9. 		_day = 1;
    10. 	}
    11.  
    12. 	// 2.带参构造函数
    13. 	Date(int year, int month, int day)
    14. 	{
    15. 		_year = year;
    16. 		_month = month;
    17. 		_day = day;
    18. 	}
    19. 	void Print()
    20. 	{
    21. 		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    22. 	}
    23. private:
    24. 	int _year;
    25. 	int _month;
    26. 	int _day;
    27. };
    28.  
    29. void TestDate()
    30. {
    31. 	Date d1; // 调用无参构造函数
    32. 	d1.Print();
    33. 	Date d2(2015, 1, 1); // 调用带参的构造函数
    34. 	d2.Print();
    35. }
    36. int main()
    37. {
    38. 	TestDate();
    39. 	return 0;
    40. }

        Date()

        Date(int year, int month, int day)

        因为函数重载，可以同时存在，调用时会存在歧义(一般我们不会一快写出来）

    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。 
    1. class Date
    2. {
    3. public:
    4. 	/*
    5. 	// 如果用户显式定义了构造函数，编译器将不再生成
    6. 	Date(int year, int month, int day)
    7. 	{
    8. 	_year = year;
    9. 	_month = month;
    10. 	_day = day;
    11. 	}
    12. 	*/
    13.  
    14. 	void Print()
    15. 	{
    16. 		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    17. 	}
    18.  
    19. private:
    20. 	int _year;
    21. 	int _month;
    22. 	int _day;
    23. };
    24.  
    25. int main()
    26. {
    27. 	Date d1;
    28. 	return 0;
    29. }

    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

    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。
     但是默认类型默认生成了什么呢？？
    为什么默认构造啥也没生成呢？？？？
    C++分两层
    内置类型  基本类型  double/char/int/指针  语言自己自身定义的类型
    自定义类型
    默认生成的构造函数，对于 内置类型不做处理，自定义类型回去调用他的默认构造 
    1. class A
    2. {
    3. public:
    4. 	A()
    5. 	{
    6. 		cout << "A()" << endl;
    7. 		_a = 0;
    8. 	}
    9. private: 
    10. 	int _a;
    11. };
    12. class Date
    13. {
    14. public:
    15.  
    16. 	void Print()
    17. 	{
    18. 		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    19. 	}
    20. private:
    21. 	int _year;
    22. 	int _month;
    23. 	int _day;
    24.  
    25. 	A _aa;
    26. };
    27. int main()
    28. {
    29. 	Date d1; 
    30. 	d1.Print();
    31. 	return 0;
    32. }

     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。

    总结：

    不需要传参的就可以调用构造函数，都可以叫默认函数

    一般情况下建议提供全缺省

     声明给缺省值

    1. class Time
    2. {
    3. public:
    4. 	~Time()
    5. 	{
    6. 		cout << "~Time()" << endl;
    7. 	}
    8. private:
    9. 	int _hour;
    10. 	int _minute;
    11. 	int _second;
    12. };
    13. class Date
    14. {
    15. public:
    16. 	void Print()
    17. 	{
    18. 		cout << _year << _month << _day;
    19. 	}
    20. private:
    21. 	// 基本类型(内置类型)
    22. 	int _year = 1970;
    23. 	int _month = 1;
    24. 	int _day = 1;
    25. 	// 自定义类型
    26. 	
    27. 	Time _t;
    28.  
    29. };
    30. int main()
    31. {
    32. 	Date d;
    33. 	d.Print();
    34. 	return 0;
    35. }

    3.析构函数

    3.1 概念

    通过前面构造函数的学习，我们知道一个对象是怎么来的，那一个对象又是怎么没呢的？
    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 。

    3.2 特性

    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 

    1. class date
    2. {
    3. public:
    4. 	date(int year, int month, int day)
    5. 	{
    6. 		_year = year;
    7. 		_month = month;
    8. 		_day = day;
    9. 	}
    10. 	~date()
    11. 	{
    12. 		cout << "~date()" << endl;
    13. 	}
    14. 	void print()
    15. 	{
    16. 		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    17. 	}
    18. private:
    19. 	int _year;
    20. 	int _month;
    21. 	int _day;
    22. };
    23. int main()
    24. {
    25. 	date d1(2000,1,1);
    26. 	d1.print();
    27. 	return 0;
    28. }

    d1声明周期什么时候结束？？->函数结束他就结束啦！！！

    1. class date
    2. {
    3. public:
    4. 	date(int year, int month, int day)
    5. 	{
    6. 		_year = year;
    7. 		_month = month;
    8. 		_day = day;
    9. 	}
    10. 	~date()
    11. 	{
    12. 		cout << this << endl;
    13. 		cout << "~date()" << endl;
    14. 	}
    15. 	void print()
    16. 	{
    17. 		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    18. 	}
    19. private:
    20. 	int _year;
    21. 	int _month;
    22. 	int _day;
    23. };
    24. typedef int DataType;
    25. class Stack
    26. {
    27. public:
    28. 	Stack(int capacity = 3)
    29. 	{
    30. 		_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
    31. 		if (NULL == _array)
    32. 		{
    33. 			perror("malloc申请空间失败!!!");
    34. 			return;
    35. 		}
    36. 		_capacity = capacity;
    37. 		_size = 0;
    38. 	}
    39. 	void Push(DataType data)
    40. 	{
    41. 		// CheckCapacity();
    42. 		_array[_size] = data;
    43. 		_size++;
    44. 	}
    45. 	// 其他方法...
    46. 	~Stack()
    47. 	{
    48. 		cout << "~Stcak()" << endl;
    49. 		if (_array)
    50. 		{
    51. 			free(_array);
    52. 			_array = NULL;
    53. 			_capacity = 0;
    54. 			_size = 0;
    55. 		}
    56. 	}
    57. private:
    58. 	DataType* _array;
    59. 	int _capacity;
    60. 	int _size;
    61. };
    62.  
    63. int main()
    64. {
    65. 	int i = 0;
    66. 	date d1(2000, 1, 1);
    67. 	d1.print();
    68.  
    69. 	Stack s;
    70. 	s.Push(1);
    71. 	s.Push(2);
    72. 	return 0;
    73. }

    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。 
    1. class Time
    2. {
    3. public:
    4. 	~Time()
    5. 	{
    6. 		cout << "~Time()" << endl;
    7. 	}
    8. private:
    9. 	int _hour;
    10. 	int _minute;
    11. 	int _second;
    12. };
    13. class Date
    14. {
    15. private:
    16. 	// 基本类型(内置类型)
    17. 	int _year = 1970;
    18. 	int _month = 1;
    19. 	int _day = 1;
    20. 	// 自定义类型
    21. 	Time _t;
    22. };
    23. int main()
    24. {
    25. 	Date d;
    26. 	return 0;
    27. }

    1.后定义先析构，局部静态的是定义全局的

    2.static是局部静态函数，4是最后定义的，2次之，1再次之  

    3.先销毁局部的变量，在销毁全局变量，和顺序没关系

    4.先销毁局部的变量，在销毁全局变量，和全局和顺序关系，全局静态和全局变量顺序无关

     

    4. 拷贝构造函数

    4.1 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 ) ，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 。

    4.2 特征

    拷贝构造函数也是特殊的成员函数，其 特征 如下：

    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。

    C++规定自定义类型的拷贝都会调用拷贝构造

    偷鸡不成蚀把米

    我们如何规避这个错误呢

    没错在前面加上const

    1. class Date
    2. {
    3. public:
    4. 	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
    5. 	{
    6. 		_year = year;
    7. 		_month = month;
    8. 		_day = day;
    9. 	}
    10.  
    11. 	// Date d2(d1);
    12. 	Date(const Date& d)
    13. 	{
    14. 		_year = d._year;
    15. 		_month = d._month;
    16. 		_day = d._day;
    17. 	}
    18.  
    19. 	void Print()
    20. 	{
    21. 		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    22. 	}
    23.  
    24. private:
    25. 	int _year;
    26. 	int _month;
    27. 	int _day;
    28. };
    29.  
    30. int main()
    31. {
    32. 	Date d1(2024, 1, 28);
    33. 	Date d2(d1);
    34.  
    35. 	d1.Print();
    36. 	d2.Print();
    37.  
    38. 	return 0;
    39. }

    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。（内置类型）

    此处我们没有写拷贝构造，编译器会自动生成一个！值拷贝也叫浅拷贝

    那么自定义类型呢？？？？？

    5.赋值运算符重载

    5.1 运算符重载

    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。
    1. // 全局的operator==
    2. class Date
    3. {
    4. public:
    5. 	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    6. 	{
    7. 		_year = year;
    8. 		_month = month;
    9. 		_day = day;
    10. 	}
    11. 	//private:
    12. 	int _year;
    13. 	int _month;
    14. 	int _day;
    15. };
    16.  
    17. bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
    18. {
    19. 	return d1._year == d2._year
    20. 		&& d1._month == d2._month
    21. 		&& d1._day == d2._day;
    22. }
    23. void Test()
    24. {
    25. 	Date d1(2018, 9, 26);
    26. 	Date d2(2018, 9, 27);
    27. 	cout << operator==(d1, d2) << endl;
    28. 	cout << (d1 == d2) << endl;
    29. }
    30. int main()
    31. {
    32. 	Test();
    33. 	return 0;
    34. }

    这里会发现运算符重载成全局的就需要成员变量是公有的，那么问题来了，封装性如何证？

    这里其实可以用我们后面学习的友元解决，或者干脆重载成成员函数。

    5.2 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 
    1. class Date
    2. {
    3. public:
    4. 	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    5. 	{
    6. 		_year = year;
    7. 		_month = month;
    8. 		_day = day;
    9. 	}
    10.  
    11. 	Date(const Date& d)
    12. 	{
    13. 		_year = d._year;
    14. 		_month = d._month;
    15. 		_day = d._day;
    16. 	}
    17.  
    18. 	Date& operator=(const Date& d)
    19. 	{
    20. 		if (this != &d)
    21. 		{
    22. 			_year = d._year;
    23. 			_month = d._month;
    24. 			_day = d._day;
    25. 		}
    26.  
    27. 		return *this;
    28. 	}
    29. 	void Print()
    30. 	{
    31. 		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
    32. 	}
    33. private:
    34. 	int _year;
    35. 	int _month;
    36. 	int _day;
    37. };
    38. int main()
    39. {
    40. 	Date d1(2015, 2, 21);
    41. 	Date d2(2016,2,5);
    42. 	d1 = d2;
    43. 	d1.Print();
    44. 	d2.Print();
    45. 	return 0;
    46. }

    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 ​​​​​​​

    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
    ​​​​​​​
    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。 

    1. class Time
    2. {
    3. public:
    4. 	Time()
    5. 	{
    6. 		_hour = 1;
    7. 		_minute = 1;
    8. 		_second = 1;
    9. 	}
    10. 	Time& operator=(const Time& t)
    11. 	{
    12. 		if (this != &t)
    13. 		{
    14. 			_hour = t._hour;
    15. 			_minute = t._minute;
    16. 			_second = t._second;
    17. 		}
    18. 		return *this;
    19. 	}
    20. private:
    21. 	int _hour;
    22. 	int _minute;
    23. 	int _second;
    24. };
    25. class Date
    26. {
    27. private:
    28. 	// 基本类型(内置类型)
    29. 	int _year = 1970;
    30. 	int _month = 1;
    31. 	int _day = 1;
    32. 	// 自定义类型
    33. 	Time _t;
    34. };
    35. int main()
    36. {
    37. 	Date d1;
    38. 	Date d2;
    39. 	d1 = d2;
    40. 	return 0;
    41. }

    6.const成员

    将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数，const修饰类成员函数，实际修饰该成员函数隐含的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

    总结一下：

    成员函数，如果是一个只读功能函数建议加const  这样const对象和非const对象都可以使用
     

    成员函数，如果是一个读写功能函数不建议加const  否则不能修改成员变量

    1. class Date
    2. {
    3. public:
    4. 	Date(int year, int month, int day)
    5. 	{
    6. 		_year = year;
    7. 		_month = month;
    8. 		_day = day;
    9. 	}
    10. 	void Print()
    11. 	{
    12. 		cout << "Print()" << endl;
    13. 		cout << "year:" << _year << endl;
    14. 		cout << "month:" << _month << endl;
    15. 		cout << "day:" << _day << endl << endl;
    16. 	}
    17. 	void Print() const
    18. 	{
    19. 		cout << "Print()const" << endl;
    20. 		cout << "year:" << _year << endl;
    21. 		cout << "month:" << _month << endl;
    22. 		cout << "day:" << _day << endl << endl;
    23. 	}
    24. private:
    25. 	int _year; // 年
    26. 	int _month; // 月
    27. 	int _day; // 日
    28. };
    29. void Test()
    30. {
    31. 	Date d1(2022, 1, 13);
    32. 	d1.Print();
    33. 	const Date d2(2022, 1, 13);
    34. 	d2.Print();
    35. }
    36. int main()
    37. {
    38. 	Test();
    39. 	return 0;
    40. }

    补充：

    ​​​​​​    int j = i;
        //权限放大，rj的改变不影响i
        int& r = i;

        const int* P1 = &i;
        int* p2 = p1;

    只有指针和引用才存在权限的放大

    请思考下面的几个问题：
    1. const对象可以调用非const成员函数吗？
    不可以，权限放大了
    2. 非const对象可以调用const成员函数吗？
    可以，权限缩小了
    3. const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗？
    可以，权限放大
    4. 非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗？
    可以，权限缩小了

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/m0_67457606/article/details/137835749