C++类和对象之默认成员函数的使用解读_C/C++

一、默认成员函数有哪些

c++ 类的默认成员函数主要有六个，分别是默认构造函数、析构函数、拷贝构造函数、拷贝赋值运算符和移动构造函数、移动赋值运算符（c++11 引入）。

它们各自承担着不同的职责，在对象的生命周期中发挥着关键作用。

二、各默认成员函数详解

默认构造函数

默认构造函数是用于创建对象时初始化对象的特殊成员函数。它不需要任何参数，如果我们没有在类中显式定义构造函数，编译器会自动生成一个默认构造函数。

构造函数的存在完美的代替了init函数的作用，并且由于他是自动调用，也方便使用了许多。

例如：

class myclass {
    // 编译器会生成默认构造函数
    int data;
};

在上述代码中，myclass类没有显式定义构造函数，编译器会生成一个默认构造函数。当使用myclass obj;这样的语句创建对象obj时，默认构造函数就会被调用。

不过需要注意的是，编译器生成的默认构造函数只是对对象的成员进行默认初始化，对于内置类型，其值是未定义的；对于类类型成员，则会调用该成员类的默认构造函数进行初始化。

在类成员为自定义成员时，由于编译器所构造的函数不能够完美满足使用者的需求，所以大多数情况下要求用于自行去实现一个构造函数。

构造函数的特点：

函数名与类名相同。
⽆返回值，也不需要void。
对象实例化时系统会⾃动调⽤对应的构造函数。
构造函数可以重载。
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。
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。要注意很多同学会认为默认构造函数是编译器默认⽣成那个叫默认构造，实际上⽆参构造函数、全缺省构造函数也是默认构造，总结⼀下就是不传实参就可以调⽤的构造就叫默认构造。
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。

析构函数

析构函数与构造函数相对，用于在对象生命周期结束时进行清理工作，释放对象所占用的资源。析构函数没有返回值，也不需要参数，并且名称与类名相同，只是前面加上一个波浪号~。和默认构造函数类似，如果我们没有显式定义析构函数，编译器会生成一个默认析构函数。

析构函数主要代替的是destroy函数的作用，在类结束时自动调用销毁。析构函数主要处理的是经过动态内存申请的类。

class myclass {
    // 编译器会生成默认析构函数
    int* data;
};

对于大多数简单类，默认析构函数就足够了，它会自动调用成员对象的析构函数，释放对象成员占用的资源。但如果类中涉及到动态内存分配，就需要显式定义析构函数来释放这些动态分配的资源，否则会导致内存泄漏。例如：

class myclass {
public:
    myclass() {
        data = new int;
    }
    ~myclass() {
        delete data; // 显式释放动态分配的内存
    }
private:
    int* data;
};

析构函数的特点：

析构函数名是在类名前加上字符~。
⽆参数⽆返回值，则无void。
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。
对象⽣命周期结束时，系统会⾃动调⽤析构函数。
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，⾃定类型成员会调⽤他的析构函数。
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。
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；如果默认⽣成的析构就可以⽤，也就不需要显⽰写析构；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。

拷贝构造函数

拷贝构造函数用于用一个已存在的对象创建一个新的对象，本质上是进行对象的复制操作。它的参数是本类对象的常量引用，例如：

class myclass {
public:
    myclass(int value) : data(value) {}
    myclass(const myclass& other) : data(other.data) {} // 自定义拷贝构造函数
private:
    int data;
};

如果我们没有显式定义拷贝构造函数，编译器会生成一个默认的拷贝构造函数。默认拷贝构造函数会对对象的每个成员进行逐成员拷贝，对于基本数据类型，这种拷贝方式没有问题；但对于指针类型成员，默认拷贝构造函数只是简单地复制指针的值，这可能会导致两个对象的指针指向同一块内存，从而引发内存管理问题。

拷贝赋值运算符

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，则此构造函数也叫做拷⻉构造函数，也就是说拷⻉构造是⼀个特殊的构造函数。

拷贝赋值运算符用于将一个已存在的对象赋值给另一个同类型的对象，它的函数形式为类名& operator=(const 类名& other) 。同样，如果没有显式定义，编译器会生成默认的拷贝赋值运算符。

class myclass {
public:
    myclass& operator=(const myclass& other) {
        if (this!= &other) {
            data = other.data;
        }
        return *this;
    }
private:
    int data;
};

默认的拷贝赋值运算符也会进行逐成员赋值，和默认拷贝构造函数一样，在处理指针类型成员时可能会出现问题。在实际编程中，当类涉及到资源管理时，我们需要自定义拷贝赋值运算符，确保资源的正确处理。

拷⻉构造的特点：

拷⻉构造函数是构造函数的⼀个重载。
拷⻉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。拷⻉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。因为形参会创建一个临时变量，这个临时变量又会进行拷贝
c++规定⾃定义类型对象进⾏拷⻉⾏为必须调⽤拷⻉构造，所以这⾥⾃定义类型传值传参和传值返回都会调⽤拷⻉构造完成。
若未显式定义拷⻉构造，编译器会⽣成⾃动⽣成拷⻉构造函数。⾃动⽣成的拷⻉构造对内置类型成员变量会完成值拷⻉/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拷⻉构造。
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。
若是未进行动态内存申请的数据，则浅拷贝也能可以；但若进行了动态内存分配，则需要自己实现一个拷贝构造，来实现深拷贝。这是因为动态内存分配的空间，浅拷贝时会指向同一块空间，会析构两次导致程序崩溃。