C++类和对象（下）_a a3(a2) c++-优快云博客

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再谈构造函数

构造函数的体内赋值

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。

#include<iostream>
using namespace std;

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

以上函数我们知道，在创建对象的时候，编译器调用构造函数，然后给它们赋了一个值，那么这种行为能叫做初始化吗？

答案是不能.

虽然上述构造函数调用之后，对象中已经有了一个初始值，但是不能将其称作为类对象成员的初始化，构造函数体中的语句只能将其称作为赋初值，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

然后这样的话会存在一种问题，也是上一章所说的，先看下面一段代码：

#include<iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:
	Time(int hour = 0)
	{
		_hour = hour;
	}
private:
	int _hour;
};

class Date
{
public:
	int _year;
	Time _t;
};
int main()
{
	Date d1;
}

我们用Date类创建了一个d1对象，然后编译器会调用Date的构造函数，由于Date类里没有构造函数，所以系统会默认生成一个构造函数，生成的构造函数对内置类型不做处理，对自定义类型构造它对应的默认构造函数.所以再次调用Time的构造函数，此时将_t对象里的_hour初始化为0.这没有问题

对内置类型_year没做处理，将_hour初始化为0，没有任何问题.

但是如果我们不写Time的默认构造函数，而就写一个普通的构造函数呢.

因为编译器生成的Date类默认构造函数只会调用自定义类型的Time的**默认构造函数，**而此时Time里已经没有了默认构造函数，这样会不会出现问题呢？

我们把之前Time类里的构造函数的缺省值去掉.

运行一下：

主要看红色标识的错误信息，Date类里的_t对象没有默认构造函数，而此时Time类里已经没有默认构造函数，所以会运行报错.

那这种问题该怎么解决呢？

这里我们引出初始化列表来解决.

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。

先来简单看一下用法：

class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day)
		: _year(year)//将传进来的year赋值给_year
		, _month(month)//传进来month赋值给_month
		, _day(day)//传进来的day赋值给_day
	{}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1(2007,4,6);

	return 0;
}

运行一下.

可以看到已经完成了初始化.

那么针对于上面的问题，该怎么办呢？

对于没有默认构造函数自定义类型，必须通过初始化列表进行初始化.

如下：

#include<iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:
	Time(int hour)
	{
		_hour = hour;
	}
private:
	int _hour;
};

class Date
{
public:
	Date(int year,int hour)
		: _year(year)
		,  _t(hour)//用调用Time的构造函数初始化为hour
	{}
private:
	int _year;
	Time _t;
};
int main()
{
	Date d1(2007,12);

	return 0;
}

那可能就有同学就会有疑问了：既然Time类型已经传了一个值进去，那为什么不能写在函数体内，必须用初始化列表呢？

就比如这样（错误示范）

class Date
{
public:
	Date(int year,int hour)
		: _year(year)
	{
		Time t(0);
		_t = t;
	}
private:
	int _year;
	Time _t;
};

看错误原因：

为什么是没有合适的默认构造函数可用啊，我们明明不是已经传了一个值给Time了吗，它不应该去调用有一个参数的那个构造函数吗，为什么去调用默认构造函数？

这是因为调用函数体内的内容时，会先走一遍初始化列表.然后再进行构造函数体内的内容.

所以过初始化列表时，由于Time类型由于没有写，所以编译器又会去调用它的默认构造函数，所以造成了错误.

对于有默认构造函数的自定义类型，可以不通过初始化列表初始化，但不健康.

因为如果有默认构造函数，初始化列表就算没有写也可以调用，然后通过函数体内再次赋值.

与其这样，倒不如直接写在初始化了列表里直接初始化.

我们来验证一下吧：

我们在Time类型里写一个默认构造函数.缺省值为0

#include<iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:
	Time(int hour = 0)//默认构造函数
	{
		_hour = hour;
	}
private:
	int _hour;
};

class Date
{
public:
	Date(int year,int hour)
		: _year(year)//初始化year   ，因为没有写_t，所以会自动调用其默认构造函数，此时值为0
	{
		Time t(hour);
		_t = t;//重新又将值赋为12
	}
private:
	int _year;
	Time _t;
};
int main()
{
	Date d1(2007,12);

	return 0;
}

运行完初始化列表发现_t里的_hour已经被初始化为0，说明已经调用了它的构造函数.

接着运行完构造函数里的内容之后，_t里的_hour已经成功赋值成了12

大家想一下，这多麻烦，我直接在初始化列表初始化不就完了吗，费这么多事做什么对吧.

所以建议直接初始化列表初始化自定义类型.

class Date
{
public:
	Date(int year,int hour)
		: _year(year)
		,_t(hour)
	{}
private:
	int _year;
	Time _t;
};

使用初始化列表注意：

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(该类没有默认构造函数)

由于const只有一次赋值机会，后面便不能再被更改了，因为第一次初始化赋值一定在初始化列表进行，所以一定要在初始化列表.

我们上次讲的时候也说过，引用在定义的时候必须初始化，它和指针不一样，所以也必须在初始化列表初始化.
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
};
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。（这里主要是建议大家用初始化列表初始化）

这里有个小彩蛋，就是上节课所说C++11打了一个补丁，即你可以在写类的成员时在后面直接加一个初始值

class Date
{
public:
	Date()
	{}
private:
    //这里只是声明！
	int _year = 0;
	int _month = 1;
};

那么这些初始值是怎么初始它的呢：这些初始值其实是给了初始化列表！若初始化列表里没有这个成员变量，则编译器会根据给定的初始值赋给对应的成员变量.

还有一个很重要的问题：

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)
	{}
	void Print() {
		cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
	}
private:
	int _a2;
	int _a1;
};
int main() {
	A aa(1);
	aa.Print();
}

先用A类创建了一个aa类对象，并将1传进去。按理来说，先用a将_a1初始化，此时_a1为1，

然后再用_a1初始化_a2,_a2此时也为1.

这只是我们预期的.

那我们运行一下会发生什么呢？

我们可以发现，_a2没被初始化？！那么a1为什么就被初始化了，为什么啊

就是如上所说，声明顺序就是初始化顺序.

这里先声明了_a2,所以在初始化列表中先初始化_a2,用_a1初始化_a2,但_a1此时并没有被初始化！所以_a2就没有成功被初始化，然后再调用_a1初始化，将a赋值为_a1,此时_a1被成功初始化.

这里是C++的一个坑，大家注意避免！

explicit关键字

构造函数不仅可以构造与初始化对象，对于单个参数的构造函数，还具有类型转换的作用。

class Date
{
public:
	Date(int year)
		:_year(year)
	{
		cout << "    Date(int year)" << endl;
	}
    Date(const Date& d)
	{
		cout << "Date(const Date& d)" << endl;
	}
private:
	int _year = 0;
};
int main()
{
	Date d1(2022);//直接调用构造函数
	Date d2 = 2022;//构造（隐式类型转化发生，将int类型转化为Date类型） + 拷贝构造 + 编译器优化 ==> 直接调用构造函数

	return 0;
}

要注意说的是单个参数的构造函数.

看Date d1(2022),这个直接调用构造函数，没有问题.

那么Date d2 = 2022怎么说呢，你说直接调用构造函数就调用啊？

我们来运行一下看结果：

结果确实是调用了2次构造函数.和我们所想的没错.

这里其实就是发生了隐式类型转化.

但我们不想让d2直接调用构造函数，即不想让d2发生隐式类型转化，这怎么办呢？

这个时候我们引出explicit关键字，用来阻止隐式类型的转化.

用法：

直接在构造函数名前加explicit关键字

explicit 构造函数名();

我们加上之后：

可以看到此时2022已经无法转化了.原因是它已经没有办法调用构造函数了

而原来的是先调用构造函数构造一个_year=2022的对象tmp，再利用拷贝构造函数将tmp拷贝到d2,这样就完成了隐式类型转化.

static成员

有的时候我们需要一些全局的变量来统计一些东西，比如实现一个类，计算创建了多少个类的对象

可以创建一个全局变量，然后每次调用构造函数或者拷贝构造函数，让其++，这样最后输出出来即可

但是这样也会有一个非常棘手的问题，就是谁都可以访问这个全局变量，那我们该怎样创建一个类似于全局变量，却只有限定的类才可以访问呢？

这个时候我们引入了static成员

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。静态的成员变量一定要在类外进行初始化

注意static成员只能在类外定义！

下面是static的特性

特性

1**.静态成员为所有类对象共享**，不属于某个具体的实例.

2**.静态成员变量必须在类外定义**，定义时不添加static关键字。（但要指明类域）.

3.类静态成员可以用两种方式访问：

1.类名 :: 静态成员

2.对象 . 静态成员

4.静态成员没有隐藏的this指针，不能访问任何非静态成员.

5.静态成员和类的普通成员一样，也有public、protected、private 3种访问级别，也可以具有返回值

看下面代码：

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	A()
	{
		++_scount;
	}
	A(const A& t)
	{
		++_scount;
	}


	int _a;
    //静态成员变量，属于整个类，生命周期在整个程序运行期间，存在静态区
	static int _scount;//类里面声明
};
int A::_scount = 0;//在类外定义！注意加类域！
int main()
{
	A a1;
	A a2;
	A a3(a2);

	cout << A::_scount << endl;
	return 0;
}

这里一共创建了3个对象，a1,a2和用a2拷贝构造的a3对象.

看输出结果：

成功输出了3

但是此时_scount成员如果变成私有的该怎么办呢？

这样就无法直接访问了，当然我们可以在类里写一个函数，然后返回_scount.

然后再去调用这个函数即可.

	int GetCount()
	{
		return _scount;
	}

依然可以成功.

但是这个只能被对象去调，那我们也想用类名去调用怎么办呢？

这个时候我们引入静态成员函数.在函数的最前面加上static.

	static int GetCount()
	{
		return _scount;
	}

它的生命周期和静态成员变量一样也属于整个类.

这样也就可以用类名去调了.

但是静态成员函数里面不能调用非静态成员函数.因为静态成员函数里面没有this指针.

两个问题：

1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？

答案：不能调用，没有this指针.
2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？

答案：可以调用，因为静态成员属于整个类

还可以用静态成员函数做一个只能在栈上的创建的类对象。感兴趣可以自己查一下.

友元

友元分为：友元函数和友元类
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，所以友元不宜用。

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。

也就是说在类中声明了这个函数是友元之后，这个函数在类外面定义的时候就可以用类里面的私有成员变量了.

问题：现在我们尝试去重载operator<<，然后发现我们没办法将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。所以我们要将operator<<重载成全局函数。但是这样的话，又会导致类外没办法访问成员，那么这里就需要友元来解决。operator>>同理

class Date
{
	friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);
	friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:
	Date(int year, int month, int day)
		: _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：

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和原理相同

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