C++类和对象(下)

构造函数

  • 之前我们实现构造函数时,初始化成员变量主要使用函数体内赋值,构造函数初始化还有一种方式,就是初始化列表,初始化列表的使用方式是以一个冒号开始,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。
  • 每个成员变量在初始化列表中只能出现一次,语法理解上初始化列表可以认为是每个成员变量定义初始化的地方。
  • 引用成员变量,const成员变量,没有默认构造的类类型变量,必须放在初始化列表位置进行初始化,否则会编译报错。
  • C++11支持在成员变量声明的位置给缺省值,这个缺省值主要是给没有显示在初始化列表初始化的成员使用的。
  • 尽量使用初始化列表初始化,因为那些你不在初始化列表初始化的成员也会走初始化列表,如果这个成员在声明位置给了缺省值,初始化列表会用这个缺省值初始化。如果你没有给缺省值,对于没有显示在初始化列表初始化的内置类型成员是否初始化取决于编译器,C++并没有规定。对于没有显示在初始化列表初始化的自定义类型成员会调用这个成员类型的默认构造函数,如果没有默认构造会编译错误。
  • 初始化列表中按照成员变量在类中声明顺序进行初始化,跟成员在初始化列表出现的的先后顺序无关。建议声明顺序和初始化列表顺序保持一致。

初始化列表总结:

  • 无论是否显示写初始化列表,每个构造函数都有初始化列表;
  • 无论是否在初始化列表显示初始化,每个成员变量都要走初始化列表初始化;
cpp 复制代码
#include<iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:
	Time(int hour)//是构造函数但是要传值则不是默认构造函数
		:_hour(hour)
	{
		cout << "Time()" << endl;
	}
private:
	int _hour;
};
class Date
{
public:
	Date(int& x, int year, int month, int day)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
		, _t(12)
		, _ref(x)
		, _n(1)
	{
		// 如果不写"_t(12)"则编译器调用其默认构造函数,报错error C2512: "Time": 没有合适的默认构造函数可⽤ 
		// 如果不写"_ref(x)" error C2530 : "Date::_ref" : 必须初始化引⽤ 
		// 如果不写"_n(1)" error C2789 : "Date::_n" : 必须初始化常量限定类型的对象 
	}
	void Print() const
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	Time _t; // 没有默认构造 
	int& _ref; // 引⽤ 
	const int _n; // const 
};
int main()
{
	int i = 0;
	Date d1(i);
	d1.Print();
	return 0;
}
cpp 复制代码
#include<iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:
	Time(int hour)
		:_hour(hour)
	{
		cout << "Time()" << endl;
	}
private:
	int _hour;
};
class Date
{
public:
	Date()
		:_month(2)
	  //,_ptr = (int*)malloc(12) 也可以这样初始化
	{
		cout << "Date()" << endl;
	}
 void Print() const
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	// 注意这⾥不是初始化,这⾥给的是缺省值,这个缺省值是给初始化列表的 
	// 如果初始化列表没有显⽰初始化,默认就会⽤这个缺省值初始化 
	int _year = 1;
	int _month = 1;
	int _day;
	Time _t = 1;
	const int _n = 1;
	int* _ptr = (int*)malloc(12);//缺省值不仅能赋值
};
int main()
{
	Date d1;
	d1.Print();
	return 0;
	//输出Time()
        //Date()               
        //1-2-随机值
}

类型转换

  • C++支持内置类型隐式类型转换为类类型对象,需要有相关内置类型为参数的构造函数。
  • 构造函数前面加explicit就不再支持隐式类型转换。
  • 类类型的对象之间也可以隐式转换,需要相应的构造函数支持。
cpp 复制代码
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	// 构造函数explicit就不再⽀持隐式类型转换 
	//explicit A(int a1)
	A(int a1)
		:_a1(a1)
	{}
	//explicit A(int a1, int a2)
	A(int a1, int a2)
		:_a1(a1)
		, _a2(a2)
	{}
	void Print()
	{
		cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
	}
	int Get() const
	{
		return _a1 + _a2;
	}
private:
	int _a1;
	int _a2;
};
class B
{
public:
	B(const A& a)
		:_b(a.Get())
	{}
private:
	int _b = 0;
};
int main()
{
	// 1构造⼀个A的临时对象,再⽤这个临时对象拷⻉构造aa1 
	// 编译器遇到连续构造+拷⻉构造->优化为直接构造 
    A aa1(1);
	//A aa1 = 1;
    //A aa1 = {1};注释的这两种都可以,都是隐式类型转换
	aa1.Print();


	                 
	const A& aa2 = 1;//这里1先进行类型转换,变成A类型的临时变量,然后再拷贝构造给aa2。
	                 //因为临时变量具有常性,引用后会触发权限的放大,所以这里要加const。
	// C++11之后才⽀持多参数转化 
	A tmp(2, 2);
	A aa3 = (tmp);//正常写法
	A aa3 = { 2,2 };//隐式类型转换


	// aa3隐式类型转换为b对象 
	// 原理跟上⾯类似 都是走其构造函数
	B b = aa3;
	const B& rb = aa3;
	return 0;
}

static成员

  • 用static修饰的成员变量,称之为静态成员变量,静态成员变量一定要在类外进行初始化。
  • 静态成员变量为当前类的所有对象所共享,不属于某个具体的对象,不存在对象中,存放在静态区。
  • 用static修饰的成员函数,称之为静态成员函数,静态成员函数没有this指针。
  • 静态成员函数中可以访问其他的静态成员,但是不能访问非静态的,因为没有this指针。
  • 非静态的成员函数,可以访问任意的静态成员变量和静态成员函数。
  • 突破类域就可以访问静态成员,可以通过类名::静态成员 或者 对象,静态成员 来访问静态成员变量和静态成员函数。
  • 静态成员也是类的成员,受public、protected、private 访问限定符的限制。
  • 静态成员变量不能在声明位置给缺省值初始化,因为缺省值是个构造函数初始化列表的,静态成员变量不属于某个对象,不走构造函数初始化列表。
cpp 复制代码
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	static int GetACount()
	{
		//a++;错误,静态成员函数不能访问非静态成员,因为没有this
		return _scount;
	}
	void Add()
	{
		_scount++;//非静态成员可以访问静态成员
	}
private:
	// 类⾥⾯声明 
	static int _scount;
	//static int _scount = 0;错误,静态成员变量不能在声明位置给缺省值初始化
	int a;
};
// 类外⾯初始化 
int A::_scount = 0;
int main()
{
	cout << A::GetACount() << endl;
	A a1,a2;
	cout << a1.GetACount() << endl;//为0
	cout << a2.GetACount() << endl;//为0
	a1.Add();
	cout << a1.GetACount() << endl;//为1
	cout << a2.GetACount() << endl;//为1因为静态成员变量为当前类的所有对象所共享

	return 0;
}

友元

  • 友元提供了一种突破类访问限定符封装的方式,友元分为:友元函数和友元类,在函数声明或者类声明的前面加friend,并且把友元声明放到一个类的里面。
  • 外部友元函数可访问类的私有和保护成员,友元函数仅仅是一种声明,他不是类的成员函数。
  • 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。
  • 友元类中的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私有和保护成员。
  • 友元类的关系是单向的,不具有交换性,比如A类是B类的友元,但是B类不是A类的友元。
  • 友元类关系不能传递,如果A是B的友元,B是C的友元,但是A不是C的友元。
  • 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。
cpp 复制代码
#include<iostream>
using namespace std;
// 前置声明,否则A的友元函数声明编译器不认识B 
class B;
class A
{
	// 友元声明 
	friend void func(const A& aa, const B& bb);//该函数可以访问A
private:
	int _a1 = 1;
	int _a2 = 2;
};
class B
{
	// 友元声明 
	friend void func(const A& aa, const B& bb);//该函数可以访问B
private:
	int _b1 = 3;
	int _b2 = 4;
};
void func(const A& aa, const B& bb)
{
	cout << aa._a1 << endl;
	cout << bb._b1 << endl;
}
int main()
{
	A aa;
	B bb;
	func(aa, bb);
	return 0;
}
cpp 复制代码
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	// 友元声明 
	friend class B;//B类成员可以单向访问A成员
	void func3(const B& bb)
	{
		//cout << bb._b1 << endl;
		//cout << bb._b2 << endl;
		cout << "不能访问";
	}
private:
	int _a1 = 1;
	int _a2 = 2;
};
class B
{
public:
	void func1(const A& aa)
	{
		cout << aa._a1 << endl;
		cout << _b1 << endl;
	}
	void func2(const A& aa)
	{
		cout << aa._a2 << endl;
		cout << _b2 << endl;
	}
private:
	int _b1 = 3;
	int _b2 = 4;
};
int main()
{
	A aa;
	B bb;
	bb.func1(aa);
	bb.func2(aa);
	aa.func3(bb);
	return 0;
}

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,跟定义在全局相比,他只是受外部类类域限制和访问限定符限制,所以外部类定义的对象中不包含内部类。
  • 内部类默认是外部类的友元类。
  • 内部类本质也是一种封装,当A类跟B类紧密关联,A类实现出来主要就是给B类使用,那么可以考虑把A类设计为B的内部类,如果放到private/protected位置,那么A类就是B类的专属内部类,其他地方都用不了。
cpp 复制代码
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
private:
	static int _k;
	int _h = 1;
public:
	class B // B默认就是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()
{
	cout << sizeof(A) << endl;//4字节,内部类B不包含在A,实际是一个独立的类
	A::B b;
	A aa;
	b.foo(aa);
	return 0;
}

匿名对象

  • 用类型(实参) 定义出来的对象叫做匿名对象,相比之前我们定义的类型对象名(实参)定义出来的叫有名对象。
  • 匿名对象生命周期只在当前一行,一般临时定义一个对象当前用一下即可,就可以定义匿名对象。
cpp 复制代码
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	A(int a = 0)
		:_a(a)
	{
		cout << "A(int a)" << endl;
	}
	~A()
	{
		cout << "~A()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};
class Solution {
public:
	int Sum_Solution(int n) {
		//...
		return n;
	}
};
int main()
{
	A aa1;//正常定义,调用A(int a = 0)
	// 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();
	// 但是我们可以这么定义匿名对象,匿名对象的特点是不⽤取名字, 
	// 但是他的⽣命周期只有这⼀⾏,我们可以看到下⼀⾏他就会⾃动调⽤析构函数 
	A();//匿名对象
	A(1);//匿名对象

	Solution st;
	st.Sum_Solution(10);//有名对象调用方式
	Solution().Sum_Solution(10);// 匿名对象调用方式,更方便 
	return 0;
}
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