C++中的四个默认成员函数与运算符重载详解

C++中的四个默认成员函数与运算符重载详解

在C++中，每个类都具有四个默认成员函数，它们是默认构造函数、拷贝构造函数、移动构造函数和析构函数。这四个函数可以在类中重载或者自动创建，对于理解类的基本特性非常重要。

默认构造函数

默认构造函数是没有任何参数的构造函数，如果类没有显式定义构造函数，则编译器会自动创建一个默认构造函数。默认构造函数的作用是用来将类的数据成员初始化为默认值，例如：

class Person {
public:
    Person(): age(0), height(0.0), name("") {}  // 默认构造函数
private:
    int age;
    double height;
    string name;
};

这个类中的默认构造函数会将age设为0，height设为0.0，name设为空字符串，这是通过在函数体中进行初始化实现的。

拷贝构造函数

拷贝构造函数是用来完成对象的拷贝的，拷贝构造函数的原型为：

ClassName (const ClassName &obj)

其中，obj是要拷贝的对象。以下是一个简单的示例：

class Person {
public:
    Person(const Person &p) {  // 拷贝构造函数
        age = p.age;
        height = p.height;
        name = p.name;
    }
private:
    int age;
    double height;
    string name;
};

Person p1;
Person p2(p1);  // 使用拷贝构造函数将p1拷贝给p2

移动构造函数

移动构造函数是C++11添加的一个新特性，它将一个右值引用作为其参数，可以将右值中的数据成员直接“移动”到新对象中，而不是复制它们。这样可以更高效地将资源进行转移，例如：

class MyString {
public:
    // 移动构造函数
    MyString(MyString &&s) {
        data = s.data;
        len = s.len;
        s.data = nullptr;
        s.len = 0;
    }

    // 重载赋值运算符
    MyString &operator=(MyString &&s) {
        data = s.data;
        len = s.len;
        s.data = nullptr;
        s.len = 0;
        return *this;
    }

private:
    char *data;
    int len;
};

MyString s1("hello");
MyString s2(std::move(s1)); // 将s1中的数据“移动”给s2

在这个示例中，使用了std::move函数将s1转换为右值引用，然后使用移动构造函数将s1中的数据移动到s2中。

析构函数

析构函数是用来清理对象占用的资源，一般成员函数名为~ClassName()。例如：

class Person {
public:
    ~Person() {
        // 清理占用的资源
    }
private:
    int age;
    double height;
    string name;
};

Person p;  // 创建一个对象
// p的生命周期结束时，析构函数将被自动调用

在这个示例中，当p生命周期结束时，析构函数将被自动调用，清理占用的资源。

运算符重载

运算符重载是C++的一个强大的特性，它可以为类定义自定义的运算符，例如：

class Complex {
public:
    Complex(double r = 0.0, double i = 0.0): real(r), imag(i) {}
    // 重载加法运算符
    Complex operator+(const Complex &c) {
        return Complex(real + c.real, imag + c.imag);
    }
private:
    double real;
    double imag;
};

Complex c1(1.0, 2.0);
Complex c2(2.0, 3.0);
Complex c3 = c1 + c2; // 通过重载的加法运算符计算c1和c2的和

在这个示例中，通过重载加法运算符，可以使得Complex类的对象可以直接进行加法运算。

总结

本文介绍了C++中四个默认成员函数——默认构造函数、拷贝构造函数、移动构造函数和析构函数，以及运算符重载的概念和示例。这些特性对于C++程序员来说至关重要，希望本文能够帮助你更好地理解它们。