C++修炼：类和对象（下）

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目录

[1、 初始化列表](#1、 初始化列表)

2、类型转换

3、取地址运算符重载

4、static成员

5、友元

6、内部类

7、匿名对象

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1、 初始化列表

我们在实例化类的对象的时候都是调用构造函数来进行初始化的。但之前我们都是把初始化的成员函数放在函数体内赋值。在这里我们介绍一种新的赋值方式，就是初始化列表。

函数体内赋值：

DATE(int year = 2000, int mouth = 11, int day = 1)
{
	_year = year;
	_mouth = mouth;
	_day = day;
}

初始化列表：

DATE(int year = 2000, int mouth = 11, int day = 1)
	:_year(year)
	, _mouth(mouth)
	, _day(day)
{
	
}

以上是两种初始化方式的对比。

使用初始化列表的格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。

初始化列表是每个成员变量进行初始化的位置，无论是否显示写初始化列表，每个成员初始化都需要走初始化列表。并且每个成员变量只能在初始化列表出现一次。

也就是说就算我们写成函数体内初始化的样子，成员变量初始化时也是会走初始化列表的。

如果我们写成如下代码的样子，其实初始化时是先走初始化列表，再走函数体，而函数体里面的再走初始化列表。那倒不如直接都写到促使华列表里面。

DATE(int year = 2000, int mouth = 11, int day = 1)
	:_year(year)
	, _mouth(mouth)
	
{
	_day = day;
}

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（或给定缺省值），否则会编译报错。

然后再介绍一点，C++11支持在成员变量声明时给定缺省值。这个缺省值是给没有显示在初始化列表里的成员变量使用的。

#include<iostream>
using namespace std;
class DATE
{
public:
	DATE(int x)
		:t(x)
	{
		cout << t<<" "<<d << endl;
	}
private:
	int t = 1;
	int d = 2;
};
int main()
{
	DATE ti(0);

	return 0;
}

输出结果为0和2，也就是说当我们不写成初始化列表时成员变量的值就是缺省值，如果给定新的值就用新的值走初始化列表。

现在我们梳理一下成员变量走初始化列表的逻辑：

1、显示在初始化列表的成员变量就拿这个值进行初始化。

2、对于不显示在初始化列表的成员变量按他的缺省值初始化。

3、对于既没显示在初始化列表的，也没有缺省值的，我们分以下三种情况来讨论：

（1）如果说内置成员变量，可能会初始化为0或者随机值，根据编译器来定。

（2）如果是自定义类成员，调用该类的默认构造函数。

（3）对于引用成员变量，const成员变量，没有默认构造函数的成员变量，必须写在初始化列表或给定缺省值，不然编译报错。

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。建声明顺序和初始化列表顺序保持一致。

下面我们来看一到题巩固一下：

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
 A(int a)
     :_a1(a)
     , _a2(_a1)
{
}
 void Print() 
 {
     cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
 }
private:
     int _a2 = 2;
     int _a1 = 2;
};
int main()
{
     A aa(1);
     aa.Print();
}

上面这代码的输出结果是什么？

先说答案，说出结果是输出1和随机值。

分析一下，首先这道题和缺省值没什么关系，因为既然a1,a2都显示在初始化列表里面了那就不需要用缺省值走初始化列表了。现在需要注意一点，初始化的顺序和声明的顺序保持一致。那也就是说先初始化a2，再初始化a1。那这样的话a2在初始化的时候他的值和a1的值相等，而a1此时的值是随机值，在这之后a1进行初始化，他的值等于1.

经过上述分析，输出结果为1和随机值。

2、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。

下面我们看这样一串代码：

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	A(int x)
		:t(x)
	{
	}
	void print()
	{
		cout << t << endl;
	}
private:
	int t = 1;
};
int main()
{
	A tt=10;
	tt.print();
	return 0;
}

对于A tt=10这句代码，我上一期提到过，这也是调用构造函数而不是=的运算符重载。 但是这种构造并不是简单的构造。他其实是先用10构造出一个临时对象，在把临时对象拷贝构造给tt（这里用的拷贝构造是编译器自己生成的拷贝构造），但是经过编译器优化之后，优化成了直接构造。这其实就是隐式类型转换。

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	A(int x)
		:t(x)
	{
	}
	void print()
	{
		cout << t << endl;
	}
private:
	int t = 1;
};
int main()
{
	A tt=10;
	tt.print();


	A& tt1 = tt;
	tt1.print();
	const A& tt2 = 1;

	return 0;
}

现在我又把上面的代码新增了两句，对于const A& tt2=1;这一句，如果我们去掉const就会发现编译报错，这是为什么？

我们来分析一下。首先1创建临时对象，由于临时对象具有常性，如果直接用A&的话就会造成权限放大的问题，编译报错。所以我们必须const引用。

**隐式类型转换实际上是极大程度方便我们编写程序的。**现在想像这样一个场景，如果我们新学习了一个数据结构叫栈，栈里面插入的数据都是A类型的，那我们push的时候是先构造一个A类型的数据，再把A传入push函数，还是直接把这个数据传入更方便呢？肯定是让他自己进行隐式类型转换，直接传入数据更方便的。

3、取地址运算符重载

为什么我会提到这个东西呢？不知道大家发现没有我在上面的代码中并没有打印tt2，因为如果直接调用print函数的话会报错：

因为我们的print函数里面的this指针类型和constA&并不匹配。

首先我们的printf函数里的this指针实际上应该是A* const this。这里的const意思是限制this的指向不能改变。他说到底还是A*类型的。那这不对啊，我们调用的时候传入的参数实际上是const A*类型的，这又是权限放大了。那应该怎么办呢？

我们对打印函数进行升级：

void print() const
{
	cout << t << endl;
}

这个操作就是把this指针的类型改成了const A* const this。这样我们所有的变量都可以正常打印了。

4、static成员

**用static修饰的成员变量，称之为静态成员变量。**这个大家应该都知道，因为我们在C语言阶段就接触过static了。

静态成员变量⼀定要在类外进行初始化。

**静态成员存放在静态区，不在类对象中。**正因此我们在进行如下代码时是会报错的：

class A
{
public:
	A(int x)
		:t(x)
	{
	}
	void print() const
	{
		cout << t << endl;
	}
private:
	int t = 1;
	static int b = 5;
};

大家可以这样理解，我们static成员都不在类中存储，那他初始化其实根本就不用走初始化列表，那我们怎么能过他给缺省值呢？ 也正因此，我们的静态成员变量在类外进行初始化。

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	A(int x)
		:t(x)
	{
	}
	void print() const
	{
		cout << t <<" "<< b << endl;
	}
private:
	int t = 1;
	static int b;
};
int A::b = 100;
int main()
{
	A tt=10;
	tt.print();
	
	return 0;
}

以上代码正确的对静态成员b进行了类外初始化。

**对于静态成员的访问，如果是公有的情况下，tt.b和A::b都可以进行访问。**但是如果是私有成员就不能这样随便访问了。因为静态成员也受private等的限制。

如果在函数返回值类型前加上static那么他就是一个静态函数。静态函数不能访问非静态的成员变量，因为他没有this指针。但是可以访问静态的成员变量。

现在我们把print函数改成了静态函数，那我们需要对这个函数进行改造才能正常使用：

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	A(int x)
		:t(x)
	{
	}
	static void print(const A& tt)
	{
		cout << tt.t <<" "<< b << endl;
	}
private:
	int t = 1;
	static int b;
};
int A::b = 100;
int main()
{
	A tt=10;
	tt.print(tt);
	
	return 0;
}

如果函数外打印静态成员的话，我们可以通过调用函数简介访问：

static int getnum()
{
	return b;
}

5、友元

友元是一种声明，可以用过友元声明突破访问限定。

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	A(int x)
		:t(x)
	{
	}
	friend int add(const A& a);
	
private:
	static int b;
	int t = 1;
};
int add(const A& a)
{
	return a.b + a.t;
}
int A::b = 100;
int main()
{
	A tt = 10;
	cout << add(tt) << endl;
	return 0;
}

例如上面这串代码，我们把add函数声明成友元，那么add函数就可以访问A里面的私有成员。

我们也可以把一个类定义成另一个类的友元：

#include<iostream>
using namespace std;
class B
{
	friend class A;
private:
	int r = 5;
};
class A
{
public:
	A(int x)
		:t(x)
	{
	}
	void print(const B& R)
	{
		cout << R.r << endl;
	}
	
private:
	static int b;
	int t = 1;
};

int A::b = 100;
int main()
{
	A tt = 10;
	B bb;
	tt.print(bb);
	return 0;
}

我们把classA 声明为B的友元，就可以通过A突破访问限定符直接访问B的私有成员。

需要注意的是，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。

我们一定要弄清谁是谁的友元，比如A是B的友元，那么就可以通过A访问B。顺序不能反。

另外就是上面两串代码中都是声明友元的那一部分放在上面（先定义）。

友元这个东西大家了解就好，因为友元会破坏封装，不推荐大量使用。

6、内部类

我们可以把一个类声明在另一个类里面 ，这样的声明下处在别的类内部的类就叫内部类。

**内部类是外部类的友元。**如果我们把内部类声明为外部类的私有成员，那么这个内部类就可以成为外部类的私有类。

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 _b1;
     };
};
int main()
{
    A::B b;
    
}

7、匿名对象

用类型定义出来的对象叫匿名对象，匿名对象生命周期只有一行。

#include<iostream>
using namespace std;
class B
{
	friend class A;
private:
	int r = 5;
};
class A
{
public:
	A(int x=8)
		:t(x)
	{
	}
	void print(const B& R)
	{
		cout << R.r << endl;
	}
	
private:
	static int b;
	int t = 1;
};

int A::b = 100;
int main()
{
	
	B bb;
	A().print(bb);
	return 0;
}

我们把上一段代码稍加改造就是匿名对象的使用场景。比如在上面的代码中我们就想调用一下print，那就用匿名对象调用就行了，没必要搞出来一个有名对象。

需要注意的是匿名对象的构造需要调用我们的构造函数，也就是说我们的写出来这个构造函数，而且构造函数参数里面要给缺省值，不然匿名对象无法创建会报错。

好了，今天的内容就分享到这，我们下期再见！