【C++】类与对象篇四

【C++】类与对象篇四

• [一 . 再谈构造函数](#一 . 再谈构造函数)
• • [1 . 构造函数体赋值](#1 . 构造函数体赋值)
  • [2. 初始化列表](#2. 初始化列表)
  • [3. explicit关键字](#3. explicit关键字)
• [二 . static成员 【面试题】](#二 . static成员 【面试题】)
• [三 . 友元](#三 . 友元)
• • [1. 友元函数](#1. 友元函数)
  • [2. 友元类](#2. 友元类)
• [四 . 内部类](#四 . 内部类)

一 . 再谈构造函数

1 . 构造函数体赋值

在创建对象时，编译器通过调用构造函数，给对象中各个成员变量一个合适初始值

class Date
{
public:
 Date(int year, int month, int day)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};

虽然上述构造函数调用之后，对象中已经有了一个初始值，但是不能将其称为对对象中成员变量的初始化，构造函数体 中的语句只能将其称为赋初值，而不能称作初始化 。因为初始化只能初始化一次，而构造函数体内可以多次赋值。

2. 初始化列表

初始化列表：以一个冒号开始，接着是一个以逗号分隔的数据成员列表，每个"成员变量"后面跟一个放在括号中的初始值或表达式。

class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)
 : _year(year)
 , _month(month)
 , _day(day)
 {}
 
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};

【注意】

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. 类中包含以下成员，必须放在初始化列表位置进行初始化：引用成员变量，const成员变量，自定义类型成员(且该类没有默认构造函数时)
3. 尽量使用初始化列表初始化，因为不管你是否使用初始化列表，对于自定义类型成员变量，一定会先使用初始化列表初始化。
4. 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

class A
{
public:
 A(int a)
 :_a1(a)
 ,_a2(_a1)//先执行这里，此时_a1为随机值
 {}
 
 void Print() {
 cout<<_a1<<" "<<_a2<<endl;
 }
private:
 int _a2;
 int _a1;
};
int main() {
 A aa(1);
 aa.Print();
}

运行结果：

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：

1. 构造函数只有一个参数
2. 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
3. 全缺省构造函数
   总结：用explicit修饰构造函数，将会禁止构造函数的隐式转换。
   
   

二 . static成员 【面试题】

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

[ 面试题 ]：实现一个类，计算程序中创建出了多少个类对象。

class A
{
public:
	A() { ++_scount; }
	A(const A& t) { ++_scount; }
	~A() { --_scount; }
	static int GetACount() { return _scount; }
private:
	static int _scount;
};
int A::_scount = 0;
int main()
{
	cout << A::GetACount() << endl;
	A a1, a2;
	A a3(a1);
	cout << A::GetACount() << endl;
	return 0;
}

2.2 特性

1. 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
2. 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
3. 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
4. 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
5. 静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制

【问题】

1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？
2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？

三 . 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

1. 友元函数

问题：现在尝试去重载operator<<，然后发现没办法将operator<<重载成成员函数。因为cout的输出流对象和隐含的this指针在抢占第一个参数的位置 this指针默认是第一个参数也就是左操作数了。但是实际使用中cout需要是第一个形参对象，才能正常使用 所以要将operator<<重载成全局函数。但又会导致类外没办
法访问成员，此时就需要友元来解决。operator>>同理。

class Date
{
public:
 Date(int year, int month, int day)
 : _year(year)
 , _month(month)
 , _day(day)
 {}
 // d1 << cout; -> d1.operator<<(&d1, cout); 不符合常规调用
 // 因为成员函数第一个参数一定是隐藏的this，所以d1必须放在<<的左侧
 ostream& operator<<(ostream& _cout)
 {
 _cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
 return _cout;
 }
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};

友元函数可以直接访问类的私有成员 ，它是定义在类外部 的普通函数，不属于任何类，但需要在类的内部声明 ，声明时需要加friend关键字。

class Date
{
 friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);
 friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 : _year(year)
 , _month(month)
 , _day(day)
 {}
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};
ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
{
 _cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
 return _cout;
}
istream& operator>>(istream& _cin, Date& d)
{
 _cin >> d._year;
 _cin >> d._month;
 _cin >> d._day;
 return _cin;
}
int main()
{
 Date d;
 cin >> d;
 cout << d << endl;
 return 0;
}

1 .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

2 . 友元函数不能用const修饰

3 . 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

4 . 一个函数可以是多个类的友元函数

5 . 友元函数的调用与普通函数的调用原理相同

2. 友元类

友元类的所有成员函数都可以是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的非公有成员。
1 . 友元关系是单向的，不具有交换性。

比如Time类和Date类，在Time类中声明Date类为其友元类，那么可以在Date类中直接访问Time类的私有成员变量，但想在Time类中访问Date类中私有的成员变量则不行。
2 . 友元关系不能传递

如果B是A的友元，C是B的友元，则不能说明C是A的友元。
3 . 友元关系不能继承

class Time
{
 friend class Date; // 声明日期类为时间类的友元类，则在日期类中就直接访问Time类中的私有成
员变量
public:
Time(int hour = 0, int minute = 0, int second = 0)
 : _hour(hour)
 , _minute(minute)
 , _second(second)
 {}
 
private:
 int _hour;
 int _minute;
 int _second;
};
class Date
{
public:
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 : _year(year)
 , _month(month)
 , _day(day)
 {}
 
 void SetTimeOfDate(int hour, int minute, int second)
 {
 // 直接访问时间类私有的成员变量
 _t._hour = hour;
 _t._minute = minute;
 _t._second = second;
 }
 
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
 Time _t;
};

四 . 内部类

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：

1. 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。
2. 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。
3. sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系。

class A
{
private:
	static int k;
	int h = 3;
public:
	class B // B天生就是A的友元
	{
	public:
		void foo(const A& a)
		{
			cout << k << endl;//OK
			cout << a.h << endl;//OK
		}
	};
};
int A::k = 1;
int main()
{
	A::B b;
	b.foo(A());

	return 0;
}

运行结果：