C++六大默認(rèn)成員函數(shù)的實(shí)現(xiàn)
C++中的六大默認(rèn)成員函數(shù)是編譯器在特定條件下自動(dòng)生成的成員函數(shù)，用于管理對(duì)象的生命周期和資源操作。它們分別是：
默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
作用：初始化對(duì)象，當(dāng)類沒有顯式定義任何構(gòu)造函數(shù)時(shí)生成。
生成條件：用戶未定義任何構(gòu)造函數(shù)。
注意：若類有其他構(gòu)造函數(shù)（如帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)），需顯式使用 = default 聲明默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。
class Person
{
public:
//Person()
//{
//} 不寫的話默認(rèn)自動(dòng)生成
void GetAge()
{
std::cout << _age << std::endl;
}
private:
int _age;
};
int main()
{
Person p;
p.GetAge();
}
其特征如下：
函數(shù)名與類名相同。
無返回值。
對(duì)象實(shí)例化時(shí)編譯器自動(dòng)調(diào)用對(duì)應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)。
構(gòu)造函數(shù)可以重載。
如果類中沒有顯式定義構(gòu)造函數(shù)，則C++編譯器會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)無參的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，一旦用戶顯式定義編譯器將不再生成。
編譯器生成默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)會(huì)對(duì)自定類型成員調(diào)用的它的默認(rèn)成員
函數(shù)。C++11 中針對(duì)內(nèi)置類型成員不初始化的缺陷，又打了補(bǔ)丁，即：內(nèi)置類型成員變量在類中聲明時(shí)可以給默認(rèn)值。
默認(rèn)析構(gòu)函數(shù)
作用：釋放對(duì)象資源，默認(rèn)析構(gòu)函數(shù)調(diào)用成員變量的析構(gòu)函數(shù)。
生成條件：用戶未定義析構(gòu)函數(shù)。
注意：若類管理動(dòng)態(tài)資源（如堆內(nèi)存），需自定義析構(gòu)函數(shù)以避免內(nèi)存泄漏
class Person
{
public:
//Person()
//{
//} 不寫的話默認(rèn)自動(dòng)生成
void GetAge()
{
std::cout << _age << std::endl;
}
~Person()
{
}
private:
int _age;
};
int main()
{
Person p;
p.GetAge();
}
RAII技術(shù)
RAII（Resource Acquisition Is Initialization，資源獲取即初始化）是C++中一種管理資源的編程技術(shù)。它通過將資源的生命周期與對(duì)象的生命周期綁定在一起，利用C++的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)來自動(dòng)管理資源，從而避免了手動(dòng)分配和釋放資源可能帶來的問題，如內(nèi)存泄漏、資源未正確釋放等。
RAII的核心思想
- 資源在對(duì)象構(gòu)造時(shí)獲取：當(dāng)一個(gè)對(duì)象被創(chuàng)建時(shí)，它的構(gòu)造函數(shù)負(fù)責(zé)獲取所需的資源（例如，動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配、文件打開、網(wǎng)絡(luò)連接等）。
- 資源在對(duì)象銷毀時(shí)釋放：當(dāng)對(duì)象離開作用域或被顯式刪除時(shí)，其析構(gòu)函數(shù)會(huì)自動(dòng)釋放之前獲取的資源。
優(yōu)點(diǎn)
- 異常安全性：由于資源管理由構(gòu)造和析構(gòu)函數(shù)自動(dòng)處理，即使程序中拋出了異常，也能確保資源得到正確釋放。
- 簡化代碼：開發(fā)者不需要手動(dòng)跟蹤每個(gè)資源的狀態(tài)，并且可以在不使用顯式的
try-finally塊的情況下保證資源的釋放。 - 防止資源泄露：只要對(duì)象被正確地創(chuàng)建并最終銷毀，資源就會(huì)被正確釋放。
示例
以下是一個(gè)簡單的例子，展示了如何使用RAII來管理動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存：
#include <iostream>
class ResourceHandler {
private:
int* data;
public:
// 構(gòu)造函數(shù)：資源獲取
ResourceHandler() {
data = new int(10); // 分配資源
std::cout << "Resource acquired." << std::endl;
}
// 析構(gòu)函數(shù)：資源釋放
~ResourceHandler() {
delete data; // 釋放資源
std::cout << "Resource released." << std::endl;
}
void showData() const {
std::cout << "Data: " << *data << std::endl;
}
};
void useResource() {
ResourceHandler handler;
handler.showData();
// 不需要手動(dòng)釋放資源，handler離開作用域時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)
}
int main() {
useResource();
return 0;
}
在這個(gè)例子中，ResourceHandler類負(fù)責(zé)管理一個(gè)整數(shù)類型的動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存。構(gòu)造函數(shù)在對(duì)象創(chuàng)建時(shí)分配資源，而析構(gòu)函數(shù)在對(duì)象銷毀時(shí)釋放這些資源。這樣就確保了無論函數(shù)useResource如何退出（正常結(jié)束或因異常退出），資源都會(huì)被正確釋放。
應(yīng)用場景
RAII不僅限于內(nèi)存管理，還可以應(yīng)用于其他資源類型，如文件句柄、網(wǎng)絡(luò)套接字、數(shù)據(jù)庫連接等。標(biāo)準(zhǔn)庫中的智能指針（如std::unique_ptr、std::shared_ptr）、鎖機(jī)制（如std::lock_guard、std::unique_lock）都是RAII原則的實(shí)際應(yīng)用案例。通過使用這些工具，可以有效地減少資源管理錯(cuò)誤，提高代碼的安全性和可靠性。
默認(rèn)拷貝構(gòu)造
聲明形式：ClassName(const ClassName&)
作用：通過已有對(duì)象初始化新對(duì)象，默認(rèn)執(zhí)行淺拷貝。
生成條件：用戶未定義拷貝構(gòu)造函數(shù)。
注意：若類包含指針或動(dòng)態(tài)資源，需自定義深拷貝防止重復(fù)釋放。
class Person
{
public:
Person()
{
}
Person(const Person& person)
{
this->_age = person._age;
}
~Person()
{
}
void GetAge()
{
std::cout << _age << std::endl;
}
private:
int _age;
};
int main()
{
Person p;
p.GetAge();
}
深拷貝和淺拷貝
class Stack
{
public:
//初始化
Stack()
{
_array = new int[20];
}
//默認(rèn)生成拷貝構(gòu)造
//析構(gòu)
~Stack()
{
delete[] _array;
}
private:
int* _array;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
int main()
{
Stack s1;
Stack s2(s1);
}
這里我沒有寫實(shí)際的拷貝構(gòu)造函數(shù)，這里s2調(diào)用的默認(rèn)的拷貝構(gòu)造，所以s2_array的地址就是s1中_array的地址，這就叫淺拷貝：
這樣代碼就會(huì)有問題，因?yàn)橐粋€(gè)地址會(huì)被析構(gòu)兩次：
正確的方法應(yīng)該是給s2的array開辟一塊新的空間：
class Stack
{
public:
//初始化
Stack()
{
_array = new int[20];
}
Stack(const Stack& st)
{
_array = new int[10];
_size = st._size;
_capacity = st._capacity;
}
//析構(gòu)
~Stack()
{
delete[] _array;
}
private:
int* _array;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
int main()
{
Stack s1;
Stack s2(s1);
}
這樣的拷貝我們稱為深拷貝，再次運(yùn)行程序：
默認(rèn)拷貝賦值運(yùn)算符
聲明形式：ClassName& operator=(const ClassName&)
作用：將已有對(duì)象的值賦給另一個(gè)對(duì)象，默認(rèn)淺拷貝。
生成條件：用戶未定義拷貝賦值運(yùn)算符。
注意：需處理自賦值問題，并在資源管理時(shí)實(shí)現(xiàn)深拷貝。
class Stack
{
public:
//初始化
Stack()
{
_array = new int[20];
}
Stack(const Stack& st)
{
_array = new int[10];
_size = st._size;
_capacity = st._capacity;
}
Stack& operator=(const Stack& st)
{
if (this != &st)
{
_array = new int[10];
_size = st._size;
_capacity = st._capacity;
}
return *this;
}
//析構(gòu)
~Stack()
{
delete[] _array;
}
private:
int* _array;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
int main()
{
Stack s1;
Stack s2;
s2 = s1;
}
移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)（C++11起）
聲明形式：ClassName(ClassName&&)
作用：通過右值引用“竊取”資源，避免深拷貝開銷。
生成條件：用戶未定義拷貝操作、移動(dòng)操作或析構(gòu)函數(shù)。
注意：移動(dòng)后源對(duì)象應(yīng)處于有效但未定義狀態(tài)（如空指針）。
class Stack
{
public:
//初始化
Stack()
{
_array = new int[20];
}
Stack(const Stack& st)
{
_array = new int[10];
_size = st._size;
_capacity = st._capacity;
}
Stack& operator=(const Stack& st)
{
if (this != &st)
{
_array = new int[10];
_size = st._size;
_capacity = st._capacity;
}
return *this;
}
void swap(Stack& st)
{
std::swap(_array, st._array);
std::swap(_size, st._size);
std::swap(_capacity, st._capacity);
}
//移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)
Stack(Stack&& st):_array(nullptr), _size(0), _capacity(0)
{
swap(st);
}
//析構(gòu)
~Stack()
{
delete[] _array;
}
private:
int* _array;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
int main()
{
Stack s1;
Stack s2(std::move(s1));
}
默認(rèn)移動(dòng)賦值運(yùn)算符（C++11起）
聲明形式：ClassName& operator=(ClassName&&)
作用：通過右值引用轉(zhuǎn)移資源所有權(quán)。
生成條件：同移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)。
注意：需正確處理自移動(dòng)賦值。
class Stack
{
public:
//初始化
Stack()
{
_array = new int[20];
}
Stack(const Stack& st)
{
_array = new int[10];
_size = st._size;
_capacity = st._capacity;
}
Stack& operator=(const Stack& st)
{
if (this != &st)
{
_array = new int[10];
_size = st._size;
_capacity = st._capacity;
}
return *this;
}
void swap(Stack& st)
{
std::swap(_array, st._array);
std::swap(_size, st._size);
std::swap(_capacity, st._capacity);
}
//移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)
Stack(Stack&& st):_array(nullptr), _size(0), _capacity(0)
{
swap(st);
}
//移動(dòng)復(fù)制構(gòu)造
Stack& operator=(Stack&& st)
{
swap(st);
st._array = nullptr;
st._size = 0;
st._capacity = 0;
return *this;
}
//析構(gòu)
~Stack()
{
delete[] _array;
}
private:
int* _array;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
int main()
{
Stack s1;
Stack s2;
s2 = std::move(s1);
}
在C++中，前置++和后置++運(yùn)算符可以通過成員函數(shù)或非成員函數(shù)的形式進(jìn)行重載。兩者的主要區(qū)別在于參數(shù)列表和返回值：
- 前置
++：增加對(duì)象的值，并返回增加后的對(duì)象引用。 - 后置
++：首先保存當(dāng)前對(duì)象的狀態(tài)，然后增加對(duì)象的值，最后返回之前保存的對(duì)象的副本。
取地址及const取地址操作符重載
在C++中，取地址操作符（&）和常量取地址操作符（const &）通常不需要顯式地重載，因?yàn)榫幾g器提供了默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)，它們分別返回對(duì)象或常量對(duì)象的內(nèi)存地址。然而，在某些特定情況下，你可能想要自定義這些操作符的行為。
取地址操作符重載
當(dāng)你重載取地址操作符時(shí)，你通常是為了改變其默認(rèn)行為，例如返回一個(gè)代理對(duì)象的地址而不是原始對(duì)象的地址。不過這種情況非常少見，大多數(shù)時(shí)候并不需要這樣做。
常量取地址操作符重載
類似地，重載常量版本的取地址操作符也是為了提供特定的行為，但同樣，這并不是常見的需求。
示例代碼
盡管不常見，這里還是給出如何重載這兩種操作符的基本示例：
#include <iostream>
class MyClass {
private:
int value;
public:
MyClass(int val) : value(val) {}
// 重載取地址操作符
int* operator&() {
std::cout << "非const取地址操作符被調(diào)用" << std::endl;
return &value;
}
// 重載const取地址操作符
const int* operator&() const {
std::cout << "const取地址操作符被調(diào)用" << std::endl;
return &value;
}
};
int main() {
MyClass obj(10);
const MyClass constObj(20);
int* addr = &obj; // 調(diào)用非const版本
const int* constAddr = &constObj; // 調(diào)用const版本
std::cout << "*addr: " << *addr << std::endl;
std::cout << "*constAddr: " << *constAddr << std::endl;
return 0;
}
輸出結(jié)果
非const取地址操作符被調(diào)用
const取地址操作符被調(diào)用
*addr: 10
*constAddr: 20
在這個(gè)例子中，我們?yōu)?code>MyClass類重載了取地址操作符和常量取地址操作符。當(dāng)通過非常量對(duì)象調(diào)用operator&()時(shí)，會(huì)調(diào)用非常量版本的操作符，并打印一條消息。而當(dāng)通過常量對(duì)象調(diào)用operator&()時(shí)，則調(diào)用常量版本的操作符，并打印另一條不同的消息。
注意事項(xiàng)
- 謹(jǐn)慎使用：一般情況下，不需要也不建議重載這兩個(gè)操作符，除非有特別的需求。這是因?yàn)樗鼈兏淖兞藰?biāo)準(zhǔn)語義，可能會(huì)導(dǎo)致混淆或者不可預(yù)期的行為。
- 保持一致性：如果你決定重載這些操作符，請確保它們的行為符合邏輯且一致，避免引入錯(cuò)誤。
- 理解限制：需要注意的是，即使你重載了取地址操作符，也無法阻止使用內(nèi)置的取地址操作來獲取對(duì)象的實(shí)際地址。例如，
&obj總是可以獲得obj的實(shí)際地址，除非你完全隱藏了對(duì)象的訪問方式。
總的來說，重載取地址操作符和常量取地址操作符是一種高級(jí)技巧，適用于特定場景下的特殊需求。在大多數(shù)日常編程任務(wù)中，這種重載是不必要的。
擴(kuò)展：前置++和后置++重載
重載規(guī)則
- 前置
++只需要一個(gè)參數(shù)（即調(diào)用該運(yùn)算符的對(duì)象本身），并且通常返回一個(gè)指向修改后的對(duì)象的引用。 - 后置
++需要兩個(gè)參數(shù)：第一個(gè)是調(diào)用該運(yùn)算符的對(duì)象本身，第二個(gè)是一個(gè)int類型的占位參數(shù)，用于區(qū)分前置和后置形式。后置++返回的是操作前對(duì)象的一個(gè)副本（通常是通過值返回）。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
class Count
{
public:
//重載后置++
Count operator++()
{
++_count;
return *this;
}
//后置++
Count operator++(int)
{
Count temp = *this;
++_count;
return temp;
}
int getCount() const {
return _count;
}
private:
int _count = 0;
};
int main()
{
Count myCounter;
std::cout << "Initial count: " << myCounter.getCount() << std::endl;
++myCounter; // 調(diào)用前置++
std::cout << "After prefix increment: " << myCounter.getCount() << std::endl;
Count d;
d = myCounter++; // 調(diào)用后置++
std::cout << "After postfix increment: " << d.getCount() << std::endl;
return 0;
}到此這篇關(guān)于C++六大默認(rèn)成員函數(shù)的實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ 默認(rèn)成員函數(shù)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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