【C++】类与对象（下）

1、再谈构造函数

1.1 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。

cpp 复制代码

class Date
{
public:
	// 初始化列表是每个成员定义的地方
	Date(int year, int month, int day)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}

private:
	int _year; // 每个成员的声明（不开空间）
	int _month;
	int _day;
};

注意：

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）
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）

cpp 复制代码

class A
{
public:
	A(int a)
		:_a(a)
	{}
private:
	int _a;
};

class B
{
public:
	B(int a, int ref)
		:_aobj(a)
		, _ref(ref)
		, _n(10)
	{}

private:
	// 下面三个必须在定义时初始化
	A _aobj; // 没有默认构造函数
	int& _ref; // 引用
	const int _n; // const
};

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。
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。

1.2 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

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。

面试题：实现一个类，计算程序中创建出了多少个类对象。

cpp 复制代码

class A
{
public:
	A()
	{
		++n;
		++m;
	}
	A(const A& a)
	{
		++n; ++m;
	}
	~A()
	{
		--m;
	}

	// 静态成员函数
	static void Print()
	{
		cout << n << " " << m << endl;
	}
private:
	// 声明
	// 累计创建了对少个对象
	static int n; // 不要给缺省值，静态成员变量属于所有对象，不走初始化列表
	// 正在使用的还有多少个对象
	static int m;
};

// 定义
int A::n = 0;
int A::m = 0;

int main()
{
	A();
	A::Print(); // 静态成员函数属于整个类，可以在没有创建类的实例的情况下调用静态成员函数
	A a1, a2;
	A a3(a1);
	a3.Print();
	return 0;
}

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

静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？

静态成员函数不能直接调用非静态成员函数。静态成员函数属于类本身，而非具体的对象实例。因此，在没有对象实例的情况下，静态成员函数无权访问类的非静态成员，因为非静态成员依赖具体对象实例的上下文。

非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？

非静态成员函数可以调用类的静态成员函数。因为静态成员函数不需要对象实例即可执行，它属于类本身，所以任何类的对象都可以访问它。

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。

cpp 复制代码

class Date
{
	// 友元声明
	friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);
	friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:
	Date(int year = 1970, 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;
}

说明：

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（因为它不是成员函数，没有 this 指针）
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

当一个类被另一个类声明为友元类时，该友元类的所有成员函数都可以访问声明类的非公有成员。

友元关系是单向的，不具有交换性。

比如上述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。
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时A的友元。

cpp 复制代码

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 = 1970, 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成员变量
		_t._hour = hour;
		_t._minute = minute;
		_t._second = second;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	Time _t;
};

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，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。
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。

cpp 复制代码

// B类受A类类域和访问限定符的限制，其实他们是两个独立的类
class A
{
public:
	class B // B天生就是A的友元
	{
	public:
		void FunB()
		{
			A aa;
			aa._a = 1;
		}
	private:
		int _b;
	};
private:
	int _a;
};

int main()
{
	cout << sizeof(A) << endl; // 4
	A a1;
	A::B b1;
	return 0;
}

5、匿名对象

cpp 复制代码

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		:_a(a)
	{
		cout << "A(int a)" << endl;
	}
	~A()
	{
		cout << "~A()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	A aa1;
	// 不能这么定义对象，因为编译器无法识别下面是一个函数声明还是对象定义
	//A aa1();

	// 匿名对象生命周期只有这一行
	A();
	A aa2(2);
	return 0;
}