💖作者：小樹苗渴望變成參天大樹
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💞作者專欄：C語言,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)初階,Linux,C++

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前言

今天博主又來更新新的文章了，今天我們接著上面的內(nèi)容就下兩個默認(rèn)成員函數(shù)，講完這兩個，剩下來的兩個就簡單了，因?yàn)橛玫揭膊欢?#xff0c;今天講的這個兩個也特別的關(guān)鍵，尤其是第一個也不好理解，我盡量使用易懂的語言給大家講解，而且要用到之前的棧類，日期類，myQueue類，話不多說，我們開始進(jìn)入正文。

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一、案例引入

在我們之前學(xué)習(xí)的內(nèi)置類型我定義一個整型變量

int a=10;

此時我想定義一個和a是一樣的變量怎么做：

int b=a;

內(nèi)置類型是這樣就可以解決問題了。

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對于自定義類型我們?nèi)绻策@樣呢？？

Date d1(2023,5,1);
Date d2=d1;

在C++里面是不允許這么賦值的，在傳營參的時候也不是直接把對象1直接賦值給對象2，必須要通過調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)去實(shí)現(xiàn)。

拷貝構(gòu)造函數(shù)其實(shí)是特殊的構(gòu)造函數(shù)，也是完成初始化操作的，所以有些特性和構(gòu)造函數(shù)一樣，無返回值，函數(shù)名和類名相同，形參是固定的
拷貝構(gòu)造函數(shù)： 只有單個形參，該形參是對本類類型對象的引用(一般常用const修飾)，在用已存在的類類型對象創(chuàng)建新對象時由編譯器自動調(diào)用。
我們來看具體寫法：

大家可以看到完成我們想要的效果。

解決困惑：
1.為什么要加引用
我給大家舉一個例子：

class Date
{
public:void print(){cout << _year << " " << _month << " " << _day << endl;}Date()//無參構(gòu)造函數(shù){_year = 1;_month = 1;_day = 1;}Date(const Date& d)//拷貝構(gòu)造函數(shù){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};void func(int m){}
void func(Date d){}
int main()
{Date d1;//調(diào)用無參構(gòu)造器初始化d1;func(10);//對于傳內(nèi)置類型是直接把值賦給形參，在一開始就講過了func(d1);//這個傳給形參需要調(diào)用拷貝構(gòu)造，然后拷貝構(gòu)造里面的形參也是通過實(shí)參傳過去有會形成新的拷貝構(gòu)造，我們一起來看調(diào)用會出現(xiàn)什么情況//Date d2(d1);//使用d1對象初始化d2,是兩個不同的對象，但是里面的內(nèi)容是一樣的//d1.print();/*d2.print();*/return 0;
}

大家看到我們箭頭指向第二個func的時候不是直接跳到函數(shù)體里面，而是直接跳到拷貝構(gòu)造那里了，因?yàn)楝F(xiàn)在的編譯器都強(qiáng)制檢查，不使用引用就會報錯，如果不加能調(diào)試你就會看到箭頭一致在拷貝構(gòu)造哪一行，永遠(yuǎn)進(jìn)不去拷貝構(gòu)造體里面，無線遞歸下去，就像下面的情況一樣：

這時候就需要使用到引用，形參就是實(shí)參的別名，不需要像傳值一樣，還要創(chuàng)建歷史變量在賦值過去，所以之前的傳值的拷貝構(gòu)造不行，傳引用就直接使用也不需要創(chuàng)建臨時變量，所以可以直接進(jìn)入函數(shù)體里面，這一定是最不好理解的，所以大家一定對于調(diào)用函數(shù)的傳參機(jī)制要弄明白，而且要之前自定義類型和內(nèi)置類型的賦值方式是不一樣的（傳參就是一種賦值）

2.為什么要加const
加const是怕有人寫反，例如：

這樣不僅僅沒有給d2進(jìn)行初始化，反而讓自己的值也改變了，所以加一個const就剛好的解決了這個問題

通過上面的例子，我們大致知道了拷貝構(gòu)造函數(shù)的用法，以及拷貝構(gòu)造函數(shù)的特征有那些，也解釋了拷貝構(gòu)造使用時候該注意的細(xì)節(jié)是什么，算是入門了，但拷貝構(gòu)造的細(xì)節(jié)往往不止這些，讓我們正式進(jìn)入拷貝構(gòu)造的講解

二、拷貝構(gòu)造

在案例引用那一塊我已經(jīng)介紹了拷貝拷貝構(gòu)造的一部分細(xì)節(jié)，在文章的開頭，我提到過，拷貝構(gòu)造函數(shù)也是默認(rèn)成員函數(shù)，不寫，編譯器會默認(rèn)生成的，那我們來看看不寫會出現(xiàn)什么情況：

大家發(fā)現(xiàn)這寫不寫拷貝構(gòu)造效果都一樣啊
大家在來看一下棧類如果這樣會出現(xiàn)什么情況：

我們發(fā)現(xiàn)我們不寫構(gòu)造函數(shù)就會出現(xiàn)問題，我們通過調(diào)試來看看什么時候出現(xiàn)這樣的錯誤：


我們來看一下圖解：

報錯的原因是對同一塊地址析構(gòu)了兩次，在st1結(jié)束時調(diào)用析構(gòu)釋放了那塊空間，在st2結(jié)束時有調(diào)用了析構(gòu)函數(shù)，對已經(jīng)釋放的空間在次釋放，在動態(tài)內(nèi)存管理那一節(jié)明確說過這樣是不可以的。

那為什么會出現(xiàn)這樣的情況呢？？
拷貝構(gòu)造在不顯示的時候，并不會像構(gòu)造函數(shù)一樣對內(nèi)置類型不做任何處理，而是會將內(nèi)置類型按照字節(jié)拷貝去進(jìn)行拷貝的，也就是值拷貝或者叫淺拷貝，跟memcpy類似，剛才那種情況是，那三個成員變量都是內(nèi)置類型，指針也屬于內(nèi)置類型，所以才會出現(xiàn)剛才的問題，那么怎么解決這個問題，顯然默認(rèn)生成的肯定不行，就需要自己寫一個拷貝構(gòu)造函數(shù)，采取深拷貝，這里就提一下，后面的博客會重點(diǎn)介紹，我們來看一下深拷貝是怎么解決這個問題的：

Stack(const Stack& st){_array = (int*)malloc(sizeof(int) * st._capacity);if (_array == NULL){perror("malloc:");exit(-1);}memcpy(_array, st._array, sizeof(int) * st._size);_size = st._size;_capacity = st._capacity;}

相信大家應(yīng)該知道怎么處理了吧，并且一開始那種不止是析構(gòu)兩次的問題，在操作的是另一個會影響另一個，因?yàn)楣靡粔K空間

可以簡單的理解，拷貝構(gòu)造函數(shù)就是為深拷貝而生的，也體會到了創(chuàng)造者的厲害之處

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但是剛才對于默認(rèn)生成的拷貝構(gòu)造函數(shù)，對內(nèi)置類型會做處理，對自定義類型呢？我們來看效果：

對于自定義類型，編譯器默認(rèn)生成的拷貝構(gòu)造會自動調(diào)用自定義類中的拷貝構(gòu)造，這一點(diǎn)和構(gòu)造函數(shù)，析構(gòu)函數(shù)類似希望大家可以更好的理解

什么時候需要自己寫拷貝構(gòu)造呢？？

1. 都是內(nèi)置類型并且沒有動態(tài)申請資源的，就可以不用自己寫拷貝構(gòu)造。
2. 全部都是自定義類型的時候也不需要寫，典型就是兩個棧實(shí)現(xiàn)隊列的時候
   具體問題具體分析，希望大家可以理解。

到這幾乎把拷貝構(gòu)造講解清楚了，大家一定要好好消化，接下來我將講解運(yùn)算符重載函數(shù)

三、案例引入

我們來看一下整型怎么比較大小的：

int a=10;
int b=20;
a<b;

那我們來看一下自定義類型：

Date d1(2023,5,1);
Date d2(2022,4,30);
d1>d2;

我們看到顯然這樣是不行的，我們需要寫一個函數(shù)來進(jìn)行比較大小，我直接將函數(shù)體內(nèi)容寫出來：

bool Less(const Date& x1, const Date& x2)
{if (x1._year < x2._year)//年小就小{return true;}if (x1._year == x2._year && x1._month < x2._month)//年不小，月小就小{return true;}if (x1._year == x2._year && x1._month == x2._month && x1._day < x2._day)//年月不小，天小就小{return true;}return false;//所以小的都找到，剩下的就是大的
}

大家看我們上面都是報錯，原因就是，我在類外寫的函數(shù)體，恰好成員變量是私有的，只能在類里面使用，所以這個時候就會報錯，就將成員變量的權(quán)限改成共有的就可以了，也可以將函數(shù)放到類里面但是還有好多細(xì)節(jié)，一會在說

大家可能認(rèn)為這么解決問題很簡單，但是如果有人的函數(shù)名寫的千奇百怪的怎么辦，又不寫注釋，那么我們使用起來就非常的難受，我們希望的是一開始那種，直接使用運(yùn)算符來進(jìn)行比較，清晰明了，這時候就要使用運(yùn)算符重載來做，

1. 我先將成員變量的權(quán)限變成共有的，方便運(yùn)行，平時都是私有的，安全性高
2. 我們在運(yùn)算符前面加一個operator就可以重載運(yùn)算符
3. 因?yàn)檩敵隽鞑迦氲膬?yōu)先級高于運(yùn)算符所以要加括號

cout << (d1<d2)<<endl;
cout << operator<(d1, d2) << endl;//這兩種寫的效果一樣

在底層的匯編兩者是一樣的指令。

到現(xiàn)在大家應(yīng)該已經(jīng)算是初步了解的運(yùn)算符重載，他的目的就是將原來的運(yùn)算符進(jìn)行一個新的定義，因?yàn)樽远x類型的大小比較只有設(shè)計者自己知道，但為了讓代碼看的顯而易懂，創(chuàng)造者就引出了運(yùn)算符重載。接下來正式開始介紹運(yùn)算符重載，也是給一個新的知識做鋪墊

四、運(yùn)算符重載

為什么要講運(yùn)算符重載，一是他非常重要，二是方便講賦值運(yùn)算符重載，他是默認(rèn)的成員函數(shù)。在案例引用的時候，我們發(fā)現(xiàn)將函數(shù)體寫在外面，成員函數(shù)出現(xiàn)了無法訪問的情況，那我們將函數(shù)寫在類中，看看需要注意什么：

出現(xiàn)參數(shù)太多的情況，原因是成員函數(shù)都會有一個隱含的this，所以這里面報參數(shù)過多，==我們大部分的運(yùn)算符都是二元運(yùn)算符，所以在運(yùn)算符重載幾乎都是只有一個參數(shù)

這樣就可以了，上面那種方式就不可以這么寫了

cout << (d1<d2)<<endl;
cout << d1.operator<(d2) << endl;//必須寫成這樣的形式,d1.才能將d1的地址傳給this指針

大家應(yīng)該知道元素在類中是怎么使用的吧，接下來講解一個重要的知識，賦值運(yùn)算符重載，上面是小于運(yùn)算符重載，這也是默認(rèn)成員函數(shù)只有，不寫就會自動生成，讓我們這個函數(shù)是怎么使用的，和注意的細(xì)節(jié)

賦值運(yùn)算符重載：
對于賦值運(yùn)算符重載，我們只能卸載類里面，不能寫成全局的

用一個已經(jīng)存在的對象去初始化另一個的對象，這是拷貝構(gòu)造
已經(jīng)存在的兩個對象之間的賦值拷貝，這是賦值運(yùn)算符重載

大家一定要理解這兩個，不然一開始很容易將拷貝構(gòu)造和賦值運(yùn)算符搞混，覺得是同一個東西，實(shí)際上還是有本質(zhì)的差別

d1成功被d2賦值了，這是目前寫的一個最簡單版本的賦值運(yùn)算符重載，相比較拷貝構(gòu)造，他又返回值，而拷貝構(gòu)造沒有，但是這種寫的不太完美，萬一我想連續(xù)賦值呢？？

d4=d3=d2=d1;

我們以整型為例：

int i,j,k=0;
i=j=k=0;

在整型的時候可以這樣寫，原因是k=0，返回的是k,j=k返回的是j,i=j返回的是i，每個運(yùn)算符返回的都是對應(yīng)類型的，那么我們賦值運(yùn)算符重載是不也要有類型返回值：

這么寫還是不太完美，用值返回，我們在函數(shù)那一將說過，返回的值，需要創(chuàng)建臨時變量，先將值拷貝到臨時變量上，在返回，而我們上面說過，對于自定義類型的拷貝，需要調(diào)用拷貝構(gòu)造，我們來看看效果：

有四次返回就要四次調(diào)用拷貝構(gòu)造，怎么解決這個問題呢？？我們就需要使用到引用返回，對于引用返回我們需要主要幾個點(diǎn)，局部變量不能喲個引用很危險，靜態(tài)的可以用引用，對于這里，我們的this是局部變量出了我們的賦值運(yùn)算符函數(shù)就會被銷毀，但是我們返回的是*this,*this就是對象了，他的生命周期是main函數(shù)，所以不會隨著賦值運(yùn)算符的結(jié)束而銷毀，所以可以使用引用返回

這里就不用調(diào)用拷貝構(gòu)造減少消耗，提高效率，但是我們還需要完善，有的人會這么寫：

d1=d1;

這樣沒有什么意義，避免這樣我們需要加一個if判斷：

相同對象的地址肯定能夠是一樣的，有的人會這么寫：

if(*this!=d)

這樣寫的前提是重載了!=運(yùn)算符，那這樣成本太高，不如直接用地址來判斷。

說到這里，大家應(yīng)該可以體會到我之前寫的C++入門那篇博客的主要性了吧,前后知識都是連貫的

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賦值運(yùn)算符重載也是默認(rèn)的成員函數(shù)，不寫會默認(rèn)生成，我們看看默認(rèn)生成的會干那些事：

大家看到我們沒有寫，居然達(dá)到了同樣的效果，那我們寫他為了干什么，對于內(nèi)置類型我們會完成淺拷貝，但是又自定義類型，我們就會去調(diào)用他的賦值運(yùn)算符重載，我們來看效果：

我們來看看效果，會去調(diào)用棧里面的賦值運(yùn)算符重載

所以賦值運(yùn)算符重載的操作行為和構(gòu)造函數(shù)的行為一樣，對內(nèi)置類型完成淺拷貝，對于自定義類型去調(diào)用他的賦值運(yùn)算符。

什么時候需要寫賦值運(yùn)算符重載？？

1. 全部都是內(nèi)置類型的時候不需要寫（日期類）
2. 有動態(tài)開辟的空間需要寫（棧類）
3. 都是自定義類型的不需要寫（MyQueue類）

注意：

1. 不能通過連接其他符號來創(chuàng)建新的操作符：比如operator@
2. 重載操作符必須有一個類類型參數(shù)
3. 用于內(nèi)置類型的運(yùn)算符，其含義不能改變，例如：內(nèi)置的整型+，不 能改變其含義
4. 作為類成員函數(shù)重載時，其形參看起來比操作數(shù)數(shù)目少1，因?yàn)槌蓡T函數(shù)的第一個參數(shù)為隱藏的this
5. .* :: sizeof ?: . 注意以上5個運(yùn)算符不能重載。這個經(jīng)常在筆試選擇題中出
   現(xiàn)。

五、總結(jié)

今天重點(diǎn)講解了拷貝構(gòu)造和運(yùn)算符重載，這都是默認(rèn)成員函數(shù)比較重要的知識點(diǎn)，大家一定要學(xué)號，后面的學(xué)習(xí)都是圍繞這些基礎(chǔ)展開講解的，接下來我會寫一篇博客，來完善我們的日期類，把我們這兩篇總結(jié)的知識點(diǎn)運(yùn)用一下，我們一個六個默認(rèn)成員函數(shù)，目前已經(jīng)講解了四個，剩下來的兩個不是重點(diǎn)，后面我在單獨(dú)寫一篇博客，給大家簡單介紹一下即可，現(xiàn)在我們的任務(wù)就是完成這兩篇博客的學(xué)習(xí)和練習(xí)。希望大家都來學(xué)到知識。我們下篇再見