C++类和对象之类的6个默认成员函数详解

C++类和对象之类的6个默认成员函数详解

什么是类和对象

类是一种用户自定义的数据类型，用于描述一组具有相同属性和行为的对象的集合。一个类可以包含数据成员和成员函数（也称为方法），这些成员封装了类的状态以及处理这些状态的操作。

对象是类的实例，它是使用类定义的变量。每个对象都具有自己的状态和行为，但所有对象都共享类的数据成员和成员函数。

默认成员函数

在C++中，每个类都有6个默认成员函数，这些函数是在类被定义时自动生成的，如果未提供，则会使用默认实现。这6个默认成员函数分别为：

1. 默认构造函数
2. 带参构造函数
3. 拷贝构造函数
4. 赋值运算符重载函数
5. 移动构造函数
6. 移动赋值运算符重载函数

这些函数对于类的正确使用和操作非常重要，因此我们需要详细了解它们的默认实现。

默认构造函数

默认构造函数是不需要参数的构造函数，用于创建类的对象。如果用户没有提供自定义的默认构造函数，则编译器会自动生成默认构造函数，该函数不执行任何操作，但确保数据成员被正确初始化。

以下是一个示例代码，可以了解默认构造函数的作用：

// Example 1: 默认构造函数
class MyClass {
public:
    MyClass() {
        std::cout << "默认构造函数被调用" << std::endl;
        m_data = 0; // 初始化数据成员
    }
private:
    int m_data;
};

int main() {
    MyClass object; // 调用默认构造函数创建对象
    return 0;
}

带参构造函数

带参构造函数是一种在创建对象时提供初始化参数的构造函数，用于初始化类的成员变量。如果用户没有提供自定义的带参构造函数，则编译器会自动生成默认构造函数。

以下是一个示例代码，可以了解带参构造函数的作用：

// Example 2: 带参构造函数
class MyClass {
public:
    MyClass(int data) {
        std::cout << "带参构造函数被调用" << std::endl;
        m_data = data; // 初始化数据成员
    }
private:
    int m_data;
};

int main() {
    MyClass object(100); // 调用带参构造函数创建对象
    return 0;
}

拷贝构造函数

拷贝构造函数是一种用于将一个对象拷贝到另一个对象的构造函数。当使用一个对象去初始化另一个对象，或者以值传递的方式传递一个对象时，就会调用拷贝构造函数。如果用户没有提供自定义的拷贝构造函数，则编译器会自动生成默认构造函数。

以下是一个示例代码，可以了解拷贝构造函数的作用：

// Example 3: 拷贝构造函数
class MyClass {
public:
    MyClass(const MyClass& other) {
        std::cout << "拷贝构造函数被调用" << std::endl;
        m_data = other.m_data; // 复制数据成员
    }
    MyClass(int data) {
        m_data = data;
    }
private:
    int m_data;
};

int main() {
    MyClass object1(100); // 创建第一个对象
    MyClass object2 = object1; // 使用拷贝构造函数创建第二个对象
    return 0;
}

赋值运算符重载函数

赋值运算符重载函数是一种用于将一个对象赋值给另一个对象的函数。当使用赋值运算符“=”将一个对象赋值给另一个对象时，就会调用赋值运算符重载函数。如果用户没有提供自定义的赋值运算符重载函数，则编译器会自动生成默认构造函数。

以下是一个示例代码，可以了解赋值运算符重载函数的作用：

// Example 4: 赋值运算符重载函数
class MyClass {
public:
    MyClass(int data) {
        m_data = data;
    }
    MyClass operator=(const MyClass& other) {
        std::cout << "赋值运算符重载函数被调用" << std::endl;
        m_data = other.m_data; // 复制数据成员
        return *this;
    }
private:
    int m_data;
};

int main() {
    MyClass object1(100); // 创建第一个对象
    MyClass object2(200); // 创建第二个对象
    object2 = object1; // 使用赋值运算符重载函数将第一个对象赋值给第二个对象
    return 0;
}

移动构造函数

移动构造函数是一种将一个对象的资源移动到另一个对象的构造函数。当使用一个临时对象初始化一个非临时对象时，就会调用移动构造函数。如果用户没有提供自定义的移动构造函数，则编译器会使用拷贝构造函数替代。

以下是一个示例代码，可以了解移动构造函数的作用：

// Example 5: 移动构造函数
class MyClass {
public:
    MyClass(int data) {
        m_data = new int(data); // 分配内存并初始化指针成员
    }
    // 移动构造函数
    MyClass(MyClass&& other) {
        std::cout << "移动构造函数被调用" << std::endl;
        m_data = other.m_data; // 移动资源
        other.m_data = nullptr; // 释放其他对象的资源，防止双向释放
    }

    ~MyClass() {
        delete m_data; // 释放资源
    }

private:
    int* m_data; // 指针成员
};

int main() {
    MyClass object1(100); // 创建一个临时对象
    MyClass object2 = std::move(object1); // 使用移动构造函数将临时对象的资源移动到第二个对象
    return 0;
}

移动赋值运算符重载函数

移动赋值运算符重载函数是一种将一个对象的资源移动到另一个对象的函数。当使用赋值运算符“=”将一个临时对象赋值给一个非临时对象时，就会调用移动赋值运算符重载函数。如果用户没有提供自定义的移动赋值运算符重载函数，则编译器会使用赋值运算符重载函数替代。

以下是一个示例代码，可以了解移动赋值运算符重载函数的作用：

// Example 6: 移动赋值运算符重载函数
class MyClass {
public:
    MyClass(int data) {
        m_data = new int(data); // 分配内存并初始化指针成员
    }
    ~MyClass() {
        delete m_data; // 释放资源
    }
    // 移动赋值运算符重载函数
    MyClass operator=(MyClass&& other) {
        std::cout << "移动赋值运算符重载函数被调用" << std::endl;
        if (this != &other) { // 避免自赋值
            delete m_data; // 释放当前对象的资源
            m_data = other.m_data; // 移动资源
            other.m_data = nullptr; // 释放其他对象的资源，防止双向释放
        }
        return *this;
    }
private:
    int* m_data; // 指针成员
};

int main() {
    MyClass object1(100); // 创建第一个对象
    MyClass object2(200); // 创建第二个对象
    object2 = std::move(object1); // 使用移动赋值运算符重载函数将临时对象的资源移动到第二个对象
    return 0;
}

以上是C++类和对象以及类的6个默认成员函数的详解和示例。这些默认成员函数非常重要，我们必须了解它们的实现方式，以便正确地使用和操作类和对象。