【C++】类和对象2（this指针、默认成员函数、构造函数）

末蓝、 2021-09-08 23:42 407阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  一、this指针
 *   *  1.this指针的引入
     *  2.this指针的特性
     *  3.两个小问题
     *   *  （1）this指针存储在哪里？
         *  （2）this指针可以为空（nullptr）吗？
 *  二、类的6个默认成员函数
 *  三、构造函数
 *   *  1.概念
     *  2.特性
     *   *  （1）函数名与类名相同。
         *  （2）无返回值。
         *  （3）对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。
         *  （4）构造函数可以重载。
         *  （5）类中没有显式给出构造函数，则编译器自动生成
         *  （6）默认构造函数
 *  感谢阅读，如有错误请批评指正

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# 一、this指针 #

## 1.this指针的引入 ##

这里实现一个日期的类，之后的内容以这个类为例。

代码如下（示例）：

class Date
    { 
    public:
    
    private:
    	int _year;//年
    	int _month;//月
    	int _day;//日
    };

但是想要修改或使用的成员变量都是private的，在类外无法访问，所以需要在public中定义成员函数对成员变量进行操作。

代码如下（示例）：

class Date
    { 
    public:
    	void Init(int year = 1970, int month = 1, int day = 1) 
    	{ 
    		//C++类中的成员变量命名风格应与形参不同
    		//这样才能分清楚哪个是成员变量，哪个是形参
    		_year = year;
    		_month = month;
    		_day = day;
    		//把形参赋值给成员变量
    	}
    
    	void Print()
    	{ 
    		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    	}
    
    private:
    	//C++类中的成员函数命名风格应与形参不同
    	int _year;//年
    	int _month;//月
    	int _day;//日
    };
    
    int main()
    { 
    	Date d1, d2;
    	d1.Init(2021, 7, 8);
    	d2.Init();
    	d1.Print();
    	d2.Print();
    	return 0;
    }

--------------------

上面的代码调试查看反汇编代码可知：d1、d2调用的Init和Print函数是同一个（函数地址相同）。

结果如下：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81MTk4MzYwNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
那么这些函数是如何知道应该改变d1的成员变量还是应该改变d2的成员变量呢？

C++中通过引入this指针解决该问题，即：C++编译器给**每个“非静态的成员函数“增加了一个隐藏的**指针参数，**让该指针指向当前对象(函数运行时调用该函数的对象)**，在函数体中所有成员变量的操作，都是**通过该指针去访问**。只不过**不需要我们来传递，编译器自动完成。**

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## 2.this指针的特性 ##

（1）只能在“成员函数”的内部使用。  
（2）this指针本质上其实是一个成员函数的形参，是对象调用成员函数时，**将对象地址作为实参传给this形参**。所以对象中不存储this指针。  
（3）this指针是成员函数第一个**隐含的**指针形参，一般情况由编译器通过ecx寄存器自动传递，不需要我们手动传递

所以，上面的代码经过编译器处理会转变成下面的代码，**但是注意，下面代码不一定能全部编译通过，仅仅是帮助理解this指针。**

代码如下（示例）：

class Date
    { 
    public:
    	void Init(Date* this, int year = 1970, int month = 1, int day = 1) 
    	{ 
    		this->_year = year;
    		this->_month = month;
    		this->_day = day;
    	}
    
    	void Print(Date* this)
    	{ 
    		cout << this->_year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
    	}
    
    private:
    	int _year;
    	int _month;
    	int _day;
    };
    
    int main()
    { 
    	Date d1, d2;
    	d1.Init(&d1, 2021, 7, 8);
    	d2.Init(&d2);
    	d1.Print(&d1);
    	d2.Print(&d2);
    	return 0;
    }

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上文多次强调this指针是**隐含的**，所以**不能在函数调用或函数定义时显式地写出**

代码如下（示例）：

// error
    void Init(Date* this, int year = 1970, int month = 1, int day = 1) 
    { 
    	//...
    }
    // error
    d2.Init(&d2);

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但是**在成员函数中可以直接用this指针**

代码如下（示例）：

void Init(int year = 1970, int month = 1, int day = 1) 
    { 
    	this->_year = year;//直接用
    	this->_month = month;//可以写
    	_day = day;//也可以不写
    }

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## 3.两个小问题 ##

### （1）this指针存储在哪里？ ###

this指针是存在栈上的，因为形参都是存在栈上的（有时也被存在寄存器上）。

### （2）this指针可以为空（nullptr）吗？ ###

代码如下（示例）：

class A
    { 
    public:
    	void Print1()
    	{ 
    		cout << _a << endl;
    	}
    
    	void Print2()
    	{ 
    		cout << "Print2()" << endl;
    	}
    private:
    	int _a;
    };
    
    int main()
    { 
    	A a;
    	a.Print1();
    	a.Print2();
    	return 0;
    }

上面的代码中，a.Print1()崩溃，a.Print2()正常运行。

下面的代码可以帮助理解（但是不能通过编译）

代码如下（示例）：

//运行时，下面的this为nullptr
    void Print1(Date* this)
    	{ 
    		cout << this->_a << endl;
    	}
    
    	void Print2(Date* this)
    	{ 
    		cout << "Print2()" << endl;
    	}

很明显Print1中对空指针进行了解引用，所以崩溃；而Print2没有，所以正常运行。

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# 二、类的6个默认成员函数 #

如果一个类中什么成员都没有，简称为空类。但空类中什么都没有吗？并不是的，任何一个类在我们自己不写的情况下，都会自动生成6个默认成员函数。  
（1）构造函数：初始化对象  
（2）析构函数：清理  
（3）拷贝构造：使用同类对象初始化创建一个 **（新的）对象**  
（4）赋值重载：把一个对象赋值给另一个 **（已经存在的）对象**  
（5）普通对象取地址重载  
（6）const对象取地址重载

其中(5)、(6)很少需要自己实现

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# 三、构造函数 #

## 1.概念 ##

构造函数是一个特殊的成员函数，**函数名与类名相同，创建类类型对象时由编译器自动调用**，保证每个数据成员都有 一个合适的初始值，并且**在对象的生命周期内只调用一次**。

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## 2.特性 ##

构造函数是特殊的成员函数，需要注意的是，构造函数的虽然名称叫构造，但是构造函数的主要任务并不是开空间创建对象，而是**初始化对象**。

### （1）函数名与类名相同。 ###

### （2）无返回值。 ###

这里一定要注意与void返回值区分：**构造函数没有返回值；返回值为void表示有返回值但返回值为空。**

### （3）对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。 ###

在用C语言实现数据结构时，会因忘记调用初始化函数而产生很多bug；C++实现构造函数后编译器自动调用，这样就能够保证对象一定被初始化。

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### （4）构造函数可以重载。 ###

代码如下（示例）：

class Date
    { 
    public:
    	//函数重载
    
    	// 1.无参构造函数
    	Date()//无返回值！！！
    	{ 
    		_year = 1970;
    		_month = 1;
    		_day = 1;
    	}
    
    	// 2.带参构造函数
    	Date(int year, int month, int day)//无返回值！！！
    	{ 
    		_year = year;
    		_month = month;
    		_day = day;
    	}
    	//上面两个Date函数也可以通过给出默认值合二为一
    	
    private:
    	int _year;
    	int _month;
    	int _day;
    };
    
    int main()
    { 
    	Date d1;//调用无参构造函数
    	Date d2(2021, 7, 8);//调用含参构造函数，注意写法
    
    	//注意下面的写法是声明了一个返回值为Date，函数名为d3的函数
    	//而不是创建了一个名为d3的对象
    	//所以通过无参构造函数创建对象时，对象后面不能有括号，否则就成了函数声明
    	Date d3();
    	
    	return 0;
    }

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### （5）类中没有显式给出构造函数，则编译器自动生成 ###

如果类中显式写出了构造函数，则编译器不再生成。

代码如下（示例）：

class Date
    { 
    public:
    	void print()
    	{ 
    		cout << _year << " " << _month << " " << _day << endl;
    	}
    private:
    	int _year;
    	int _month;
    	int _day;
    };
    
    int main()
    { 
    	Date d1;
    	d1.print();
    	return 0;
    }

运行结果如下：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81MTk4MzYwNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

似乎编译器默认生成的默认构造函数没发挥什么作用，d1内的三个成员变量仍全部都是随机值。但事实并不是这样的。

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代码如下（示例）：

class A
    { 
    public:
    	A(int a = 0)
    	{ 
    		_aa = a;
    	}
    
    	void printA()
    	{ 
    		cout << "printA()" << endl;
    		cout << _aa << endl;
    	}
    private:
    	int _aa;
    };
    
    class Date
    { 
    public:
    	void print()
    	{ 
    		cout << _year << " " << _month << " " << _day << endl;
    		_a.printA();
    	}
    private:
    	int _year;
    	int _month;
    	int _day;
    	A _a;
    };
    
    int main()
    { 
    	Date d1;
    	d1.print();
    	return 0;
    }

运行结果如下

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81MTk4MzYwNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

可以得出，编译器生成的默认构造函数并不是什么都不做，只是对内置类型和自定义类型区别对待。

**对内置类型（int，char……）及其指针不做处理。  
对自定义类型（struct，class……定义的类型）去调用它们的构造函数来初始化。**

上面第二段代码，编译器生成的默认构造函数对\_year、\_month、\_day三个int型变量不做处理，而对\_a这个A类型的变量调用了默认构造函数初始化。

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### （6）默认构造函数 ###

无参构造函数、全缺省构造函数、编译器生成的构造函数，都可以认为是默认构造函数。

**总之就是不需要传参即可调用的构造函数就是默认构造函数，默认构造函数有且只有一个。**

代码如下（示例）：

class Date
    { 
    public:
    	Date(int year)
    	{ }
    	void print()
    	{ 
    		cout << _year << " " << _month << " " << _day << endl;
    	}
    private:
    	int _year;
    	int _month;
    	int _day;
    };
    
    int main()
    { 
    	Date d1;
    	d1.print();
    	return 0;
    }

编译结果如下：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81MTk4MzYwNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

上面的代码中因为已经显式定义了构造函数，所以编译器不再生成，但是这个构造函数需要传一个参数才能调用，所以Date类没有合适的默认构造函数可用，编译不通过。

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# 感谢阅读，如有错误请批评指正 #

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81MTk4MzYwNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20210813/8a997cead0d046f28eccb4cb88e7450e.png
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