C++学习笔记-隐式成员函数

通过一个例子来复习C++操作符重载及隐式成员函数。MyString类模仿标准string类，简单的实现了构造一个字符串、字符串比较、取单个字符等功能。如下：

#ifndef MYSTRING_H_
#define MYSTRING_H_
#include <iostream>
using std::ostream;
class MyString
{
public:
	//默认构造函数
	MyString(void);
	//析构方法
	~MyString(void);
	//构造函数
	MyString(const char *s);
	//复制构造函数
	MyString(const MyString & s);
	//重载赋值操作符
	MyString & operator=(const MyString & st);
	MyString & operator=(const char * s);

	//友元函数非成员函数，重载<<操作符
	friend ostream & operator<< (ostream & os, const MyString & str);

	//返回字符串长度
	int length() const{return len;};
	//将比较函数作为友元，使String对象可以与常规的C字符串进行比较
	// if("cm" == st)  -> if (operator==("cm",st)) -> if (operator==(MyString("cm"),st))
	friend bool operator< (const MyString & st, const MyString & dst);
	friend bool operator> (const MyString & st, const MyString & dst);
	friend bool operator== (const MyString & st, const MyString & dst);

	//使用[]表示法来取字符
	//返回 char & 便可以给特定元素赋值 MyString st = "cm"; st[0] = 'j';
	char & operator[] (int i){return str[i];};
	//给const MyString对象使用的[]版本
	const char & operator[](int i) const {return str[i];};

	//静态成员方法，属于类，只能访问静态成员变量
	static int HowMany(){return num_strings;};


private:
	char *str;
	int len;
	//不能在类声明中初始化静态成员变量 
	static int num_strings;
};
#endif

//MyString.cpp
#include <iostream>
#include "MyString.h"
using std::cout;

int MyString::num_strings = 0;

MyString::MyString(void)
{
	len = 0;
	str = new char[len + 1];
	str[0] = '\0';
	num_strings++;
}


MyString::~MyString(void)
{

	--num_strings;
	delete [] str;
}

MyString::MyString(const char *s)
{
	len = std::strlen(s);
	str = new char[len + 1];
	std::strcpy(str,s);
	num_strings++;
}

MyString::MyString(const MyString & s)
{
	num_strings++;
	len = s.len;
	str = new char[len + 1];
	std::strcpy(str,s.str);
}

MyString & MyString::operator=(const MyString & st)
{
	//防止将对象赋给自身
	if (this == &st)
		return *this;
	delete [] str; //先释放原有的字符串
	len = st.len;
	str = new char[len + 1];
	std::strcpy(str,st.str);
	return *this;	//返回自身引用，以便可以连续赋值，eg:S0 = S1 = S3
}

MyString & MyString::operator= (const char * s)
{
	delete [] str; //先释放原有的字符串
	len = std::strlen(s);
	str = new char[len + 1];
	std::strcpy(str,str);
	return *this;
}

ostream & operator<< (ostream & os, const MyString & str)
{
	os << str.str;
	return os;
}

bool operator< (const MyString & st, const MyString & dst)
{
	return (std::strcmp(st.str,dst.str) > 0);
}
bool operator> (const MyString & st, const MyString & dst)
{
	return (dst < st);
}
bool operator== (const MyString & st, const MyString & dst)
{
	return (std::strcmp(st.str,dst.str) == 0);
}

 隐式成员函数

C++自动提供以下成员函数：

1、默认构造函数，如果没有定义构造函数

2、复制构造函数

3、赋值操作符

4、默认析构函数

5、地址操作符

其中隐式地址操作符返回调用对象的地址（this指针），一般不考虑它，默认析构函数不执行任何操作。重点关注前三个成员函数。

（1）默认构造函数

如果没有提供任何构造函数，C++将创建默认构造函数，如果定义了构造函数，C++将不再定义默认的构造函数，默认构造函数一般是不带参数的，但带参数的构造函数也可以是默认构造函数，只要所有的参数都有默认值。

（2）复制构造函数

复制构造函数用于将一个对象复制到新创建的对象中，原型如下：

Class_name(const Class_name &);

当函数按值传递对象或函数返回对象时，都将使用复制构造函数。

新建一个对象并将其初始化为同类现有对象时，复制构造函数都将被调用，这可能取决与编译器的实现。

默认复制构造函数的功能：

逐个复制非静态成员（浅复制）

当类中包含了使用new初始化的指针成员时，默认复制构造函数就会出现问题，这时，应当显式定义一个复制构造函数，以复制指向的数据（深度复制）。如MyString类的复制构造方法：

MyString::MyString(const MyString & s)
{
	num_strings++;
	len = s.len;
	str = new char[len + 1];
	std::strcpy(str,s.str);
}

 （3）赋值操作符

C++允许类对象赋值，这是通过自动为类重载赋值操作符实现的。原型如下:

Class_name & Class_name::operator=(const Class_name &);

当已有的对象赋给另一个对象时，将是使用重载的赋值操作符。

赋值操作符的隐式实现也是对成员逐个进行复制。当默认赋值操作符不合适的时候，就应当显式定义赋值操作符。

如：

MyString & MyString::operator=(const MyString & st)
{
	//防止将对象赋给自身
	if (this == &st)
		return *this;
	delete [] str; //先释放原有的字符串
	len = st.len;
	str = new char[len + 1];
	std::strcpy(str,st.str);
	return *this;	//返回自身引用，以便可以连续赋值，eg:S0 = S1 = S3
}

 自定义赋值操作符应注意一下事项：

1）由于目标对象可能引用了以前分配的数据，所以应当先释放这些数据

2）函数应当避免将对象赋给自身

3）返回一个指向调用对象的引用，以便可以进行连续赋值。

 

总结：

当类中含有指针成员时，应当注意的事项：

1、如果在构造函数中使用new来初始化指针成员，则应当在析构函数中使用delete来释放

2、new与delete必须相互兼容，new对应delete, new[] 对应delete[]

3、应当自定义一个复制构造函数，进行深度复制。

4、自定义赋值操作符，通过深度复制将一个对象复制给另一个对象。

该函数应当完成以下功能：

检查自我赋值情况，释放成员指针以前指向的内存，复制数据而不仅仅是数据的地址，要返回一个指向调用对象的引用。