【C++】类和对象(下篇)

1、每个成员变量在初始化列表中只能出现一次(初始化只能初始化一次)

2、类中包含以下的成员变量，必须放在初始化列表中初始化：

a. 引用成员变量

b. const成员变量

c. 自定义类型成员变量(且该类没有默认构造函数时)

原因：引用和const都必须在定义时就初始化

若对类进行初始化，那么必然会去调用类的构造函数，而若这个类没有默认的构造函数，也就是说要取调用这个类的构造函数，必须传参(前面也有说过这种情况下使用之前的函数体内赋值会报错)，所以必须使用初始化列表来传一个值过去(也不一定是一个值，要看这个类的构造函数需要几个参数)，让其能够调用类中的构造函数

当然，初始化列表也是最好使用全缺省

成员变量在类中声明次序就是其在初始化列表中的初始化顺序，与其在初始化列表中的先后次序无关，实际中，建议声明和定义的顺序写成一样，这样不容易出错

答案是D，因为在类中，是先定义了_a2，所以初始化列表中也会先初始化_a2

1.3 explicit关键字

构造函数不仅可以构造与初始化对象，对于接收单个参数的构造函数，还具有类型转换的作用。接收单个参数的构造函数具体表现：

构造函数只有一个参数
构造函数有多个参数，除第一个参数没有默认值外，其余参数都有默认值
全缺省构造函数

C++98在类型转换时，只支持构造函数只有一个参数的情况

若想关闭掉这个隐式类型转换的功能，可以在构造函数前加explicit

在C++11中，加入了针对构造函数有多个参数的情况下的做法

在构造函数前加上explicit的效果是一样的

2、static成员

2.1 概念

声明为static的类成员称为类的静态成员，用static修饰的成员变量，称之为静态成员变量；用static修饰的成员函数，称之为静态成员函数。静态成员变量一定要在类外进行初始化(因为静态成员变量在程序刚开始运行时就有了，也就是对象还没创建时就有了，所以要在类外全局的地方定义，不能在构造函数中定义，构造函数是创建对象时才调用)

面试题：实现一个类，计算程序中创建出了多少个类对象。

解题关键：对象一定是由构造函数或拷贝构造产生的

此时会有一个问题，就是谁都可以修改n的值(缺少封装)

若将n定义为成员变量，那么此时那个对象调用了构造函数或拷贝构造，++的就是这个对象中的n

所以应该将n定义为成员变量，且前面加上static

但是此时依然不是很完美，因为获取n并不方便，所以可以将GetN也定义成static,这样可以直接A::GetN()访问n，不用再通过对象(原因是static成员函数没有this指针，所以不使用对象就可以直接调用)，也正因为static没有this指针，所以不能访问非静态的成员(成员函数和成员变量)

2.2 特性

静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的对象，存放在静态区

静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字，类中只是声明

类静态成员即可用类名::静态成员或者对象.静态成员来访问

静态成员函数没有隐藏的this指针，不能访问任何非静态成员

静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制

【问题】

静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？不行，因为没有this指针

非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？可以

静态的成员变量不能在定义时就给缺省值

3、友元

友元提供了一种突破封装的方式，有时提供了便利。但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以友元不宜多用。

友元分为：友元函数和友元类

3.1 友元函数

友元函数就是在类外面可以访问类中的private成员的函数

此时会发现f1函数会报错，因为d是Date类的对象，Date类中的成员变量是private的，而f1去访问了private的对象，所以报错了。这个时候的解决办法可以是将f1定义在类中，使之变成成员函数，另一种方法就是定义为友元函数

加friend后变成了友元函数，不受访问限定符的限制

访问限定符的用处

了解一点背景知识

cout是iostream中定义的一个全局类型的对象，类型是ostream

cin是iostream中定义的一个全局类型的对象，类型是istream

'<<'输出运算符，'>>'输入运算符

现在重载这两个运算符，让自定义类型不用去调用类中的Print函数就可以完成输出

此时会发现3种写法中，前两种是可以的，但是前两种的可读性都太差了，为什么第三种不行呢？

因为类中的成员函数会默认左边操作对象为this指针，所以这里d1要放在左边，但是这样可读性太差，所以此时可以使用友元函数

此时会发现没办法连续输出，因为没有返回值，应当cout<<d1后，返回一个cout，就可以输出d2

再来实现">>"

cout和cin能自动识别类型，是因为函数重载

int x = 1;

double y = 1.11;

cout<<x; // cout.operator(&cout , x);

cout<<y; // cout.operator(&cout , y); //&cout就是this

友元函数可访问类的私有和保护成员，但不是类的成员函数

友元函数不能用const修饰(因为没有this，这里说的this是指加在函数最后面的那个this，这个this都是用来修饰this指针的)

友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受类访问限定符限制

一个函数可以是多个类的友元函数

友元函数的调用与普通函数的调用原理相同

3.2 友元类

某个类想要访问另一个类

4、内部类

概念：如果一个类定义在另一个类的内部，这个内部类就叫做内部类。内部类是一个独立的类，它不属于外部类，更不能通过外部类的对象去访问内部类的成员。外部类对内部类没有任何优越的访问权限。

注意：内部类就是外部类的友元类，参见友元类的定义，内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类中的所有成员。但是外部类不是内部类的友元。

特性：

内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。
注意内部类可以直接访问外部类中的static成员，不需要外部类的对象/类名。
sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系。

5、再次理解面向对象

现实生活中的实体计算机并不认识，计算机只认识二进制格式的数据。如果想要让计算机认识现实生活中的实体，用户必须通过某种面向对象的语言，对实体进行描述，然后通过编写程序，创建对象后计算机才可以认识。比如想要让计算机认识洗衣机，就需要：

用户先要对现实中洗衣机实体进行抽象---即在人为思想层面对洗衣机进行认识，洗衣机有什么属性，有那些功能，即对洗衣机进行抽象认知的一个过程
经过1之后，在人的头脑中已经对洗衣机有了一个清醒的认识，只不过此时计算机还不清楚，想要让计算机识别人想象中的洗衣机，就需要人通过某种面相对象的语言(比如：C++、Java、Python等)将洗衣机用类来进行描述，并输入到计算机中
经过2之后，在计算机中就有了一个洗衣机类，但是洗衣机类只是站在计算机的角度对洗衣机对象进行描述的，通过洗衣机类，可以实例化出一个个具体的洗衣机对象，此时计算机才能洗衣机是什么东西。
用户就可以借助计算机中洗衣机对象，来模拟现实中的洗衣机实体了。在类和对象阶段，大家一定要体会到，类是对某一类实体(对象)来进行描述的，描述该对象具有那些属性，那些方法，描述完成后就形成了一种新的自定义类型，才用该自定义类型就可以实例化具体的对象。

C++还追求高内聚、低耦合

低耦合：类与类之间的关系越少越好

高内聚：一个类里面联系的越紧密越好

6、匿名对象

通常，我们要去调用类中的函数，会去创建对象。但是如果只是需要调用一次这个函数，去创建一个对象未免有些太麻烦了，这时候可以创建匿名对象，匿名对象。