一.类的默认成员函数与构造函数
1.默认成员函数
默认成员函数是指如果你没有显式定义，编译器会为你的类自动生成的函数，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，需要注意的是这6个中最重要的是前4个，最后两个取地址重载不重要，我们稍微了解⼀下即可。。其次就是C++11以后还会增加两个默认成员函数， 移动构造和移动赋值，这个以后再讲解。默认成员函数很重要，也⽐较复杂，我们要从两个⽅⾯ 去学习：
• 第⼀：我们不写时，编译器默认⽣成的函数⾏为是什么，是否满⾜我们的需求。
• 第⼆：编译器默认⽣成的函数不满⾜我们的需求，我们需要⾃⼰实现，那么如何⾃⼰实现
2.构造函数
2.1.概念：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。构造函数的本质是要替代我们以前Stack和Date类中写的Init函数的功能，构造函数⾃动调⽤的特点就完美的替代的了Init。
2.2.特点
<1>.函数名与类名完全相同。
<2>.⽆返回值。(返回值啥都不需要给，也不需要写void，C++规定如此)
<3>.对象实例化时系统会⾃动调⽤对应的构造函数
<4>.构造函数可以重载
例如：
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
// 特点 <1>：函数名 Date 与类名 Date 完全相同
// 特点 <2>：无返回值，前面既不写 int 也不写 void
// 构造函数重载示例 1：三个参数
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
cout << "调用了 [三参数构造]" << endl;
}
// 特点 <4>：构造函数可以重载
// 构造函数重载示例 2：无参数（默认构造）
Date()
{
_year = 1;
_month = 1;
_day = 1;
cout << "调用了 [无参构造]" << endl;
}
void Print_Date()
{
cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
// 特点 <3>：对象实例化时系统会自动调用对应的构造函数
// 实例化 d1：系统自动匹配 [无参构造]
Date d1;
d1.Print_Date();
// 实例化 d2：系统自动匹配 [三参数构造]
Date d2(2026, 1, 28);
d2.Print_Date();
return 0;
}
输出结果：
<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，⼀旦⽤⼾显 式定义编译器将不再⽣成。
例如：
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
// Date(int year, int month, int day)
// {
// _year = year;
// _month = month;
// _day = day;
// }
void Print_Date()
{
cout<<_year<<"/"<<_month<<"/"<<_day<<endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
d1.Print_Date();
return 0;
}
此时我们将构造函数注释一下，在观察一下结果：
可以看出这个值是个无用的值。
<6>.无参构造函数、全缺省构造函数、我们不写构造时编译器默认生成的构造函数，都叫做默认构造函数，但是这三个函数有且只有⼀个存在，不能同时存在。无参构造函数和全缺省构造函数虽然构成函数重载，但是调用时会存在歧义，总结⼀下就是不传实参就可以调用的构造就叫默认构造。
注意：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，我们下一篇再讲解。
二.析构函数与拷贝构造函数
1.析构函数
1.1.概念：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。析构函数的功能与我们之前Stack实现的Destroy功能一样，但是像Date没有资源需要释放，所以Date是不需要析构函数的。
那什么是析构函数中的资源的清理？
其实就是堆资源与系统资源，如果不手动清理，就会发生内存泄露。
1.2.特点
<1>.析构函数名是在类名前加上字符~。
<2>.无参数无返回值，(这⾥跟构造类似，也不需要加void)。
<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
<4>.对象⽣命周期结束时，系统会⾃动调⽤析构函数。
<5>.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，⾃定义类型成员会调用他的析构函数。
<6>. 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。
<7>. 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。
<8>. ⼀个局部域的多个对象，C++规定后定义的先析构。
例如：
#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");
}
_capacity = n;
_top = 0;
}
//无参数无返回值
//一个类只能有一个析构函数
~Stack()
{
// 对象生命周期结束时，系统会自动调这个函数
//释放资源：把 malloc 申请的内存还给系统
free(_a);
//指针置空，防止它变成野指针，数据归零
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
private:
STDataType* _a;
size_t _capacity;
size_t _top;
};
int main()
{
Stack st;
return 0;
}
输出结果：
2.拷贝构造函数
2.1.概念：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，利用一个已经存在的对象，去初始化另一个同类型的新对象。
2.2.特点
<1>拷贝构造函数是构造函数的⼀个重载。
<2>. 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。
如果第⼀个参数不是类类型对象的引用呢？
例如：
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
//构造函数
Date(int year,int month,int day)
{
_year=year;
_month=month;
_day=day;
}
//拷贝构造函数
Date(Date d)
{
_year=d._year;
_month=d._month;
_day=d._day;
}
//打印日期
void Print_Date()
{
cout<<_year<<"/"<<_month<<"/"<<_day<<endl;
}
//无资源释放，就无需析构函数。
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2026,1,30);
d1.Print_Date();
Date d2(d1);
d2.Print_Date();
return 0;
}
此时这串代码会报错，因为它会引发无限递归。
原因：触发拷贝：执行时，编译器发现你需要调用拷贝构造函数。Date d2(d1);
准备参数：因为你的参数定义是 （传值），根据 C++ 规则，“传值”意味着要创建一个形参的临时副本（Date d）。再次拷贝：为了创建这个“临时副本”，程序必须再次调用拷贝构造函数。死循环开始：为了调用拷贝构造，需要传值；为了传值，需要先拷贝；为了拷贝，又要调用拷贝构造…
如图：
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
//构造函数
Date(int year,int month,int day)
{
_year=year;
_month=month;
_day=day;
}
//拷贝构造函数,用const防止修改实参的值
Date(const Date& d)
{
_year=d._year;
_month=d._month;
_day=d._day;
}
//打印日期
void Print_Date()
{
cout<<_year<<"/"<<_month<<"/"<<_day<<endl;
}
//无资源释放，就无需析构函数。
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2026,1,30);
d1.Print_Date();
Date d2(d1);
//Date d2=d1;拷贝构造时也可以这样写
d2.Print_Date();
return 0;
}
输出结果：
<3>. 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。
<4>. 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。⾃动⽣成的拷⻉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，如果没有，编译器就会自动生成拷贝构造函数。
注意：值拷贝/浅拷贝对内置类型成员变量没有大影响，只是完成值拷贝，但是如果内置类型中存在指针，则会复制地址，导致两个指针指向同一块堆内存，例如：
#include<iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
//构造函数
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;
}
void Push(STDataType x)
{
if (_top == _capacity)
{
int newcapacity = _capacity * 2;
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(_a, newcapacity *sizeof(STDataType));
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail");
return;
}
_a = tmp;
_capacity = newcapacity;
}
_a[_top++] = x;
}
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_a);
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
private:
STDataType* _a;
size_t _capacity;
size_t _top;
};
int main()
{
Stack st1;
st1.Push(1);
st1.Push(2);
Stack st2 = st1;
return 0;
}
在vs2022的监视窗口的结果：
此时，编译器就会自动生成的拷贝构造函数可能会导致st1与st2都指向同一块空间，此时就会发生危害：
<1>.如果st2修改栈里面的数据，st1栈里面的数据也会变。
<2>.当函数结束时， st1进行析构 时，地址被还给了操作系统，紧接着 st2去执行析构，但此时指向的地址已经是无效的了，相当于双重释放空间导致崩溃。
所以<6>.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⻉构造就可以完成需要的拷⻉，所以不需要我们显⽰实现拷⻉构造。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⻉构造完成的值拷⻉/浅拷⻉不符合我们的需求，所以需要我们⾃⼰实现深拷⻉(对指向的资源也进⾏拷⻉)。义类型 Stack成员，编译器⾃动⽣成的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⻉构造，否则就不需要。
所以应给上面的代码添加一个拷贝构造函数：
//拷贝构造函数
Stack(const Stack& st)
{
_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;
}
此时在vs2022的监视窗口的结果：
<7>.传值返回会产⽣⼀个临时对象调⽤拷⻉构造，传值引⽤返回，返回的是返回对象的别名(引⽤)，没 有产⽣拷⻉。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 拷⻉，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。
例如：
#include<iostream>
using namespace std;
int& GetNumber()
{
int a = 10; // 局部对象，存在于栈上
return a; // 警告：返回局部变量的引用
}
int main()
{
int& res = GetNumber();
// 函数结束，a 的内存被系统收回
// res 此时指向一块已经不属于它的内存（野引用）
cout << res << endl; // 结果可能是 10，也可能是随机值，甚至直接程序崩溃
}
三.赋值运算符重载
1.运算符重载
1.1.概念：当运算符被⽤于类类型的对象时，C++语⾔允许我们通过运算符重载的形式指定新的含义。C++规定类类型对象使⽤运算符时，必须转换成调⽤对应运算符重载，若没有对应的运算符重载，则会编译报错。
1.2.特点
<1>.运算符重载是具有特殊名字的函数，他的名字是由operator和后⾯要定义的运算符共同构成。
和其他函数⼀样，它也具有其返回类型和参数列表以及函数体。
例如：
void operator+(const Date&d)
{
//执行代码
……
}
<2>.重载运算符函数的参数个数和该运算符作⽤的运算对象数量⼀样多。⼀元运算符有⼀个参数，⼆元 运算符有两个参数，⼆元运算符的左侧运算对象传给第⼀个参数，右侧运算对象传给第⼆个参数。
<3>.如果⼀个重载运算符函数是成员函数，则它的第⼀个运算对象默认传给隐式的this指针，因此运算 符重载作为成员函数时，参数⽐运算对象少⼀个。
例如：
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
// — 重点 1：运算符重载函数 —
// 编译器看到 d1 == d2 时，会自动转换成 d1.operator==(d2)
// bool 是返回值类型，因为逻辑比较只有 真/假
bool operator==(const Date& d2)
{
// — 重点 2：这里的 _year 到底是谁的？ —
// 成员函数内隐藏了一个 this 指针。
// _year 其实就是 this->_year (左操作数 d1 的成员)
// d2._year 就是右操作数 (d2 的成员)
return _year == d2._year
&& _month == d2._month
&& _day == d2._day;
}
// — 重点 3：参数为什么用 const 和 &？ —
// & (引用)：直接操作 d2，不产生临时副本，省去了调用“拷贝构造函数”的时间和空间开销。
// const：告诉编译器，我只是比较一下 d2 的内容，绝对不会去修改 d2。
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2026, 1, 30);
Date d2(2026, 2, 27);
// — 重点 4：调用方式 —
// 方式 A (最常用)：像内置类型一样自然
if (!(d1 == d2))
{
cout << "方式 A: 不相等" << endl;
}
// 方式 B (本质)：像调用普通成员函数一样
// 这行代码和上面的 d1 == d2 效果完全等价
if (!(d1.operator==(d2)))
{
cout << "方式 B: 本质是函数调用" << endl;
}
return 0;
}
d1.operator==d2像调用普通成员函数一样,而d1==d2相当于直接判断比较，建议用这个。
<4>.运算符重载以后，其优先级和结合性与对应的内置类型运算符保持⼀致。
<5>.不能通过连接语法中没有的符号来创建新的操作符：⽐如operator@。
<6>. .* :: sizeof ?: . 注意以上5个运算符不能重载。
<7>.重载操作符⾄少有⼀个类类型参数，不能通过运算符重载改变内置类型对象的含义。
<8>.重载++运算符时，有前置++和后置++，运算符重载函数名都是operator++，⽆法很好的区分。 C++规定，后置++重载时，增加⼀个int形参，跟前置++构成函数重载，⽅便区分。
例如：
//前置++，返回值：返回增加后的自己（引用），无传值拷贝，效率高
Date& operator++()
{
_day += 1; //简单加1
return *this;
}
// 后置++，返回值：返回增加前的旧值（传值返回），会产生拷贝开销
Date operator++(int)
{
Date temp=*this; // 1. 先记录当前的旧值（拷贝）
_day += 1; // 2. 修改自己
return temp; // 3. 返回刚才记录的旧值
}
<9>.重载>>时，需要重载为全局函数，因为重载为成员函数，this指针默认抢占了第⼀个形参位 置，第⼀个形参位置是左侧运算对象，调⽤时就变成了对象<<cout，不符合使⽤习惯和可读性，但是重载为全局函数把ostream/istream放到第⼀个形参位置就可以了，第⼆个形参位置当类类型对象，但是要用友元函数声明一下。
istream& operator>>(istream&in,const Date&d)
{
in>>d._year>>d._month>>d._day;
return in;
}
ostream& operator<<(ostream&out,const Date&d)
{
out<<d._year<<"/"<<d._month<<"/"<<d.day<<endl;
return out;
}
返回 in 或 out 的引用原因：编译器在处理 时，实际上是从左向右分步执行的：cout << d1 << d2;先执行 operator<<(cout, d1);这个函数执行完后，会返回 out（即 cout 的引用）;此时，原来的表达式就变成了 。(返回的cout) << d2;继续执行 。
2.赋值运算符重载
2.1.概念：就是用于完成两个已经存在的对象直接的拷贝赋值，而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。
2.2.特点
<1>.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⻉。
<2>. 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。
<3>. 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/浅拷⻉(⼀个字节⼀个字节的拷⻉)，对⾃定义 类型成员变量会调⽤他的赋值重载函数。
<4>.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 可以完成需要的拷⻉，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⻉/浅拷⻉不符合我 们的需求，所以需要我们⾃⼰实现深拷⻉(对指向的资源也进⾏拷⻉)。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。
例如：
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2026, 1, 30);
Date d2(2026, 2, 27);
d2=d1;
d2.Print();
return 0;
}
输出结果：
四.取地址运算符重载
1.const成员函数
1.1.概念：将const修饰的成员函数称之为const成员函数，const修饰成员函数放到成员函数参数列表的后面。
1.2.特点：const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。
例如：const 修饰Date类的Print成员函数，Print隐含的this指针由Date* const this变成const Date* const this。
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
// void Print(const Date* const this) const
void Print() const
{
//其实为this->_year=2027;
_year=2027;
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
const
int main()
{
Date d1(2024, 7, 5);
d1.Print();
const Date d2(2024, 8, 5);
d2.Print();
return 0;
}
报错显示：
2.取地址运算符重载
取地址运算符重载分为普通取地址运算符重载和const取地址运算符重载，⼀般这两个函数编译器⾃动 ⽣成的就可以够我们⽤了，不需要去显⽰实现。除⾮⼀些很特殊的场景，⽐如我们不想让别⼈取到当 前类对象的地址，就可以⾃⼰实现⼀份，胡乱返回⼀个地址。
class Date
{
public:
Date* operator&()
{
return this;
}
const Date* operator&()const
{
return this;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
