一、拷贝构造函数 

1.1 概念

拷贝构造函数：
只有单个形参，该形参是对本类类型对象的引用(一般常用const修饰)，在用已存
在的类类型对象创建新对象时由编译器自动调用。

1.2 特征 

拷贝构造函数也是特殊的成员函数，其特征如下：
1. 拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。
2. 拷贝构造函数的参数只有一个且必须是类类型对象的引用，使用传值方式编译器直接报错，因为会引发无穷递归调用。

class Date
{
public:
	Date(int year = 2025, int month = 10, int day = 7)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
  //Date(Date d) 错误写法：使用传值调用，编译报错，会引发无穷递归
	Date(const Date& d)// 正确写法（使用引用解决）
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
//这里左边的year、month、day是d2的，而右边的是d1的，在类中成员变量的访问不受访问限定符的影响
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;
	Date d2(d1);//调用自定义类型必须要调用拷贝构造
	return 0;
}

注：
在C++中规定，内置类型的直接进行拷贝，而自定义类型必须调用拷贝构造完成拷贝

3. 若未显式定义，编译器会生成默认的拷贝构造函数。 默认的拷贝构造函数对象按内存存储按
字节序完成拷贝，这种拷贝叫做浅拷贝，或者值拷贝。

注：
1.内置类型成员完成只拷贝/浅拷贝
2.自定义类型成员会调用它的拷贝构造 

class Time
{
public:
	Time()
	{
		_hour = 1;
		_minute = 1;
		_second = 1;
	}
	Time(const Time& t)
	{
		_hour = t._hour;
		_minute = t._minute;
		_second = t._second;
		cout << "Time::Time(const Time&)" << endl;
	}
private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};
class Date
{
private:
	// 基本类型(内置类型)
	int _year = 2025;
	int _month = 10;
	int _day = 1;
	// 自定义类型
	Time _t;
};
int main()
{
	Date d1;

	// 用已经存在的d1拷贝构造d2，此处会调用Date类的拷贝构造函数
	// 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数，则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构造函数
	Date d2(d1);
	return 0;
}

注意：在编译器生成的默认拷贝构造函数中，内置类型是按照字节方式直接拷贝的，而自定义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的。

4. 编译器生成的默认拷贝构造函数已经可以完成字节序的值拷贝了，还需要自己显式实现吗？

当然像日期类这样的类是没必要的，但如果是像栈这种自定义类型的就需要自己实现，这里会发现下面的程序会崩溃掉

typedef int DataType;
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 10)
	{
		_array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
		if (nullptr == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_size = 0;
		_capacity = capacity;
	}
	void Push(const DataType& data)
	{
		// CheckCapacity();
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}
	~Stack()
	{
		if (_array)
		{
			free(_array);
			_array = nullptr;
			_capacity = 0;
			_size = 0;
		}
	}
private:
	DataType* _array;
	size_t _size;
	size_t _capacity;
};
int main()
{
	Stack s1;
	s1.Push(1);
	s1.Push(2);
	s1.Push(3);
	s1.Push(4);
	//这里会报错，因为这里必须使用深拷贝，不能使用编译器生成的浅拷贝
	Stack s2(s1);
	return 0;
}

自定义类型尽量自己实现拷贝构造函数，比如栈中如果是使用编译器自己生成的，它是进行浅拷贝或值拷贝，那么对于a的数组空间，他们是指向同一块位置，那么在析构的时候就会析构两次，那样就是错的，所以必须自己实现深拷贝

总结：类中如果没有涉及资源申请时，拷贝构造函数是否写都可以；一旦涉及到资源申请时，则拷贝构造函数是一定要写的，否则就是浅拷贝。
这里浅拷贝会有两个问题：
1.进行析构的时候会调用两次析构函数
2.往其中一个里面放数据的时候，另一个也会跟着被改变

深拷贝的写法：

//深拷贝的写法：
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 10)
	{
		_array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
		if ( _array == nullptr)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_size = 0;
		_capacity = capacity;
	}
	//深拷贝构造函数
	Stack(const Stack& st)
	{
		_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * st._capacity);
		if(_array == nullptr)
		{
			perror("malloc fail::");
			return;
		}
		//使用memcpy拷贝
		memcpy(_array, st._array, sizeof(DataType) * st._size);
		_size = st._size;
		_capacity = st._capacity;
	}

	void Push(const DataType& data)
	{
		// CheckCapacity();
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}
	~Stack()
	{
		if (_array)
		{
			free(_array);
			_array = nullptr;
			_capacity = 0;
			_size = 0;
		}
	}
private:
	DataType* _array;
	size_t _size;
	size_t _capacity;
};

5. 拷贝构造函数典型调用场景：
 （1）使用已存在对象创建新对象
 （2）函数参数类型为类类型对象
 （3）函数返回值类型为类类型对象

拷贝函数的调用（类对象的返回）：

//拷贝函数的调用（类对象的返回）：
class Date
{
public:
	//构造
	Date(int year, int minute, int day)
	{
		cout << "Date(int,int,int):" << this << endl;
	}
	//拷贝构造
	Date(const Date& d)
	{
		cout << "Date(const Date& d):" << this << endl;
	}
	//析构
	~Date()
	{
		cout << "~Date():" << this << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
Date Test(Date d)
{
	Date temp(d);
	return temp;
}
int main()
{
	Date d1(2022, 1, 13);
	Test(d1);
	return 0;
}

为了提高程序效率，一般对象传参时，尽量使用引用类型，返回时根据实际场景，能用引用尽量使用引用。

二、赋值运算符重载 

2.1 运算符重载

C++为了增强代码的可读性引入了运算符重载，运算符重载是具有特殊函数名的函数，也具有其
返回值类型，函数名字以及参数列表，其返回值类型与参数列表与普通的函数类似

函数名字为：关键字operator后面接需要重载的运算符符号

函数原型：返回值类型 operator操作符(参数列表)

注：
（1）不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@
（2）重载操作符必须有一个类类型参数
（3）用于内置类型的运算符，其含义不能改变，例如：内置的整型 + ，不能改变其含义
（4）作为类成员函数重载时，其形参看起来比操作数数目少1，因为成员函数的第一个参数为隐藏的this
（5） .*   ::  sizeof   ?:   .   注意这5个运算符不能重载(重要）
（6)是否要重载运算符取决于对这个类是否有意义，例如：日期相减

例如：
 全局的operator==

class Date1
{
public:
	Date1(int year = 2025, int month = 10, int day = 8)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
//private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
// 这里会发现运算符重载成全局的就需要成员变量是公有的，那么问题来了，封装性如何解决？
bool operator==(const Date1& d1, const Date1& d2)
{
	return d1._year == d2._year && d1._month == d2._month && d1._day == d2._day;
}
void Test()
{
	Date1 d1(2025, 8, 15);
	Date1 d2(2025, 10, 1);
	cout << (d1 == d2) << endl;//这里本质被转换成了取调用 operate==（d1,d2)
}

因为把运算符重载函数给放外面，由于类里面的成员是私有的，所以不能访问。于是便可以放到类里面去

class Date2
{
public:
	Date2(int year = 2025, int month = 10, int day = 8)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	// bool operator==(Date* this, const Date& d2)
	// 这里需要注意的是，左操作数是this，指向调用函数的对象
	bool operator==(const Date2 & d2)
	{
		return _year == d2._year && _month == d2._month && _day == d2._day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
void Test()
{
	Date2 d3(2025, 10, 12);
	Date2 d4(2025, 10, 1);
	cout << (d3 == d4) << endl;//这里本质被转换成了取调用 d4.operate==（d3)
}

2.2 赋值运算符重载

2.2.1. 赋值运算符重载格式

参数类型：const T & ，传递引用可以提高传参效率

返回值类型：T & ，返回引用可以提高返回的效率，有返回值目的是为了支持连续赋值检测是否自己给自己赋值

返回 * this ：要复合连续赋值的含义

class Date3
{
public:
	Date3(int year = 2025, int month = 10, int day = 8)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	//赋值运算符重载
	Date3& operator=(const Date3& d)
	{
		//防止进行d1=d1的赋值操作，可以判断以下
		if (this != &d)
		{
			_year = d._year;
			_month = d._month;
			_day = d._day;
		}
		return *this;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
void Test()
{
	Date3 d3(2025, 10, 12);
	Date3 d4(2025, 10, 1);
	//运用赋值运算符重载把d4赋值给d3（这是已经存在的两个对象之间的复制拷贝）
	d4 = d3;
	Date3 d7, d8;
	//加上返回类型的运算符重载函数可以使用连等，以便初始化变量时可以提效率
	d7 = d8 = d3;
}

注：赋值运算符重载和拷贝构造的区别
运算符重载是将两个已经初始化好的对象之间进行把一个对象复制拷贝给另一个对象--运算符重载函数
拷贝构造是用一个初始化好的变量去初始化另一个对象--拷贝构造函数

2.2.2. 赋值运算符只能重载成类的成员函数不能重载成全局函数

class Date
{
public:
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
// 赋值运算符重载成全局函数，注意重载成全局函数时没有this指针了，需要给两个参数
Date& operator=(Date& left, const Date& right)
{
	if (&left != &right)
	{
		left._year = right._year;
		left._month = right._month;
		left._day = right._day;
	}
	return left;
}

 编译失败：
 error C2801: “operator =”必须是非静态成员

原因：赋值运算符如果不显式实现，编译器会生成一个默认的。此时用户再在类外自己实现一个全局的赋值运算符重载，就和编译器在类中生成的默认赋值运算符重载冲突了，故赋值运算符重载只能是类的成员函数。

2.2.3. 用户没有显式实现时，编译器会生成一个默认赋值运算符重载，以值的方式逐字节拷贝

class Time
{
public:
 Time()
 {
 _hour = 1;
_minute = 1;
 _second = 1;
 }
 Time& operator=(const Time& t)
 {
 if (this != &t)
 {
 _hour = t._hour;
 _minute = t._minute;
 _second = t._second;
 }
 return *this;
 }
private:
 int _hour;
 int _minute;
 int _second;
};
class Date
{
private:
 // 基本类型(内置类型)
 int _year = 1970;
 int _month = 1;
 int _day = 1;
 // 自定义类型
 Time _t;
};
int main()
{
 Date d1;
 Date d2;
 d1 = d2;
 return 0;
}

注意：内置类型成员变量是直接赋值的，而自定义类型成员变量需要调用对应类的赋值运算符重载完成赋值。

注意：跟拷贝构造函数一样，如果类中未涉及到资源管理，赋值运算符是否实现都可以；一旦涉及到资源管理则必须要实现
例如：栈就需要我们之间实现，因为默认生成的是浅拷贝，我们需要深拷贝

总结：学完运算符重载，也就知道了为什么 <<（输出流）>>（输入流）可以自己识别不同的类型
这是因为不同的类型会调用不同类型的运算符重载，并且运算符重载构成函数重载

2.2.4 前置++和后置++重载

前置++和后置++都是一元运算符，为了让前置++与后置++形成能正确重载
C++规定：后置++重载时多增加一个int类型的参数，但调用函数时该参数不用传递，编译器自动传递
注意：后置++是先使用后+1，因此需要返回+1之前的旧值，故需在实现时需要先将this保存一份
然后给this+1，而temp是临时对象，因此只能以值的方式返回，不能返回引用
前置++：返回++之后的值，后置++：返回++之前的值

class Date
{
public:
	Date(int year = 2025, int month = 10, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	// 前置++：返回+1之后的结果
	// 注意：this指向的对象函数结束后不会销毁，故以引用方式返回提高效率
	Date& operator++()
	{
		_day += 1;
		return *this;
	}
	// 后置++：
	Date operator++(int)
	{
		Date temp(*this);
		_day += 1;
		return temp;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d;
	Date d1(2025, 10, 9);
	d = d1++;
	d = ++d1;
	return 0;
}

三、const成员 

将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数，const修饰类成员函数，实际修饰该成员函数
隐含的this指针，表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。

class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	void Print()
	{
		cout << "Print()" << endl;
		cout << "year:" << _year << endl;
		cout << "month:" << _month << endl;
		cout << "day:" << _day << endl;
	}
	void Print() const//这个const加在这里修饰的是*this
	{
		cout << "Print()const" << endl;
		cout << "year:" << _year << endl;
		cout << "month:" << _month << endl;
		cout << "day:" << _day << endl;
	}
private:
	int _year; // 年
	int _month; // 月
	int _day; // 日
};
void Test()
{
	Date d1(2022, 1, 13);
	d1.Print();
	const Date d2(2022, 1, 13);
	d2.Print();
}

由于this指针不能显示的写，所以const只能写在其旁边，并且这里const修饰的是*this，而不是this
加上const的好处是：不管是普通对象还是const对象，都可以调用

哪些不能加const：要修改成员变量的函数不能加const

四、取地址及const取地址操作符重载

这两个默认成员函数一般不用重新定义 ，编译器默认会生成。

class Date2
{
public:
	//构造函数
	Date2(int year = 2025, int month = 10, int day = 9)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	//取地址默认成员函数
	Date2* operator&()
	{
		return this;
	}
	//const取地址操作符重载
	const Date2* operator&()const
	{
		return this;
	}
private:
	int _year; // 年
	int _month; // 月
	int _day; // 日
};
int main()
{
	Date2 d1;
	const Date2 d2;

	cout << &d1 << endl;//调用默认取地址成员函数
	cout << &d2 << endl;//调用取地址操作符重载
	return 0;
}

这两个运算符一般不需要重载，使用编译器生成的默认取地址的重载即可，只有特殊情况，才需
要重载，比如想让别人获取到指定的内容！