c++类和对象———拷贝构造和赋值运算符重载

衔接上一篇博客构造函数和析构函数c++类和对象————构造函数和析构函数

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一、拷贝构造是什么？

二、拷贝构造

1.特点

2.代码解释拷贝构造参数类型（重点）

3.代码解释编译器默认拷贝构造（重点）

4.构造函数、析构函数和拷贝构造的应用

三、const的成员函数

三、赋值运算符重载

1、运算符重载是什么？

2、运算符重载的作用

3、日期的比较

１、运算符的声名

２、函数实现

4、前置++和后置++重载

5、日期的+-运算

1、声名在类内

2、函数实现

总结

一、拷贝构造是什么？

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。

二、拷贝构造

1.特点

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。

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);s1.Push(3);s1.Push(4);Stack s2(s1);return 0;
}

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。

5. 拷贝构造函数典型调用场景：

使用已存在对象创建新对象

函数参数类型为类类型对象

函数返回值类型为类类型对象

class Date
{
public:Date(int year, int minute, int day){cout << "Date(int,int,int):" << this << endl;}Date(const Date& d){cout << "Date(const Date& d):" << this << endl;}~Date(){cout << "~Date():" << this << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
Date Test(Date d)
{Date temp(d);return temp;
}
int main()
{Date d1(2022,1,13);Test(d1);return 0;
}

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。

2.代码解释拷贝构造参数类型（重点）

当直接传d，而不是传引用传参就会一直循环调用拷贝构造，

代码如下（示例）：

class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}// 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
//在main函数中调用了拷贝构造，传递了一个实参，实参需要拷贝各形参就会再次调用拷贝构造，再传一个实参，实参再调拷贝构造，以此循环；{_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1;Date d2(d1);//调用拷贝构造return 0;
}

//class Date
//{
//public:
//	Date(int year, int month, int day)
//	{
//		_year = year;
//		_month = month;
//		_day = day;
//	}
//	//拷贝构造
//	//如果不加别名，在传参之前还会在调用拷贝构造
//	//理解：实参先没有确定的空间，在开始传参时，临时分配空间，形参在这个空间中去拷贝
//	//这里用了&取别名，给d1取别名d，然后在d这个空间中去找；
//	//去掉& 。系统会先访问这个空间，将给个空间中的数在复制个d，就需要再次调用拷贝构造函数；
//	//调用函数就有形参转实参的过程，就需要拷贝；
//	Date(const Date& d)
//	{
//		_year = d._year+1;
//		_month = d._month+1;
//		_day = d._day+1;
//	}
//	void print(Date d)
//	{
//		cout << d._year << " " << d._month <<" " << d._day << endl;
//		return;
//	}
//private:
//	int _year;
//	int _month;
//	int _day;
//};
//
//void f(Date d)
//{
//
//}
//int main()
//{
//	Date d1(2023, 3, 20);
//	Date d2(d1);
//	//f(d1);
//	d1.print(d2);
//	return 0;
//
//}

3.代码解释编译器默认拷贝构造（重点）

class Time
{
public:Time(){_hour = 1;_minute = 1;_second = 1;}Time(const Time& t)//拷贝构造函数{_hour = t._hour;_minute = t._minute;_second = t._second;cout << "Time::Time(const 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 d1;// 用已经存在的d1拷贝构造d2，此处会调用Date类的拷贝构造函数// 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数，则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构
造函数Date d2(d1);return 0;
}

如果你看到这，那么请思考一下构造函数和拷贝构造的区别在于什么？都是用类型名构造的函数！

4.构造函数、析构函数和拷贝构造的应用

实现一个某一天过多少天以后是那一天

第一步确定那一天日期，我们就需要先用构造函数构造一个day

第二步实现算法，在代码实现时会用到拷贝构造

代码实现

class Date//构造一个日期类对象出来
{
public:Date(int year, int month, int day)//构造函数的初始化{_year = year;_day = day;_month = month;}int GetMonthDay(int year, int month)//用来计算某一年某一天的天数{assert(month > 0 && month < 13);int monthArray[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };//第一个0就是用来将月份和下标对齐的if (month == 2 && (_year % 4 == 0 || (_year % 100 != 0 && _year % 400 == 0)))//闰年的二月返回29天{return 29;}else//不是闰年的2月就是平年某一月的天数return monthArray[month];}Date GetXDay(int x)//传参时自动传d1的地址{Date tmp(*this);//this 代表d1；//这里就是拷贝构造，编译器自动实现了tmp._day += x;//int y = GetMonthDay(_year, _month);while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month)){tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);tmp._month++;if (tmp._month == 13){tmp._month = 1;tmp._year++;}}return tmp;}void Print(){cout << _year << "年" << _month << "月" << _day <<"日"<< endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1(2023,2,3);Date d2 = d1.GetXDay(100);d1.Print();d2.Print();return 0;
}

三、const的成员函数

在学习赋值运算之前先引入const成员函数

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。

当我们不需要修改函数中任何变量时，我们就需要用const修饰

三、赋值运算符重载

1、运算符重载是什么？

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。