深入理解C++构造函数、初始化列表、Static成员与友元概念-优快云博客

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本篇目标

1.关于构造函数不得不谈的两三事

2.Static成员

3.友元

4.内部类

5.匿名对象

6.拷贝对象时的一些编译器优化

7.再次理解封装

一、构造函数

1.1 构造函数赋值

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的初始值

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。

1.2 初始化列表

为什么要有初始化列表：

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，每个成员变量后跟一个放在括号里的初始值或表达式(本质可以理解为每个对象中成员定义的地方（分配空间）)

class Date {
public:
	Date(int year, int month, int day) 
		:_year(year)
			, _month(month)
			, _day(day)
	{}
	void Print() {
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main() {
	Date d1(2024, 5, 4);
	d1.Print();
	return 0;
}

注意：

可以将一部分写为初始化列表，一部分写为构造函数
每个成员变量在初始化列表只能出现一次(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(也可以说是必须在定义的地方初始化，而定义实在初始化列表中完成的) 1.引用成员变量 2.const成员变量 3.自定义类型成员(没有默认构造函数时) （在定义的地方调用构造函数，类的函数体内只能赋值，定义必在初始化列表）
初始化列表，不管你写不写，每个成员变量都会先走一遍，再走函数体
自定义类型成员变量会调用默认构造函数(如果没有默认构造函数就报错)
内置类型有缺省就用缺省值，没有看编译器(缺省值是给初始化列表使用的)
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)
 :_a(a)
 {}
private:
 int _a;
};
class B
{
public:
 B(int a, int ref)
 :_aobj(a)
 ,_ref(ref)
 ,_n(10)
 {}
private:
 A _aobj;  // 没有默认构造函数
 int& _ref;  // 引用
 const int _n; // const 
}

二、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(因为他不在对象(栈)中，而是在静态区中，所以他不走初始化列表)

2.2特性

静态成员为所有类对象共享，不属于某个具体的对象，存放在静态区中
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(只能访问静态成员)
静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制

class A
{
public:
	A() { ++_scount; }
	A(const A & t) { ++_scount; }
	~A() { --_scount; }
	static int GetACount() { return _scount; } //静态成员函数
private:
	static int _scount;
};
int A::_scount = 0; //静态成员变量必须在类外定义，无static关键字
int main()
{
	cout << A::GetACount() << endl;
	A a1, a2;
	A a3(a1);
	cout << A::GetACount() << endl;
}

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。

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;
}

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
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

有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。友元关系是单向的，不具有交换性。

友元关系不能传递如果C是B的友元， B是A的友元，则不能说明C时A的友元。

友元关系不能继承，在继承位置再给大家详细介绍。

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;
};