初识C++ 类和对象3

最新推荐文章于 2025-09-10 19:18:25 发布

原创最新推荐文章于 2025-09-10 19:18:25 发布 · 242 阅读

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再看构造函数：

前面已经了解过了构造函数，在创建对象的时候，编译器通过调用构造函数，给对象中各个成员一个合适的初始值

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

在上面的构造函数中，对象中已经有了一个初始值，但是不能将其称为类对象成员的初始化，构造函数体中操作只能将其称为赋初值，而不能将其称作为初始化，因为初始化只能初始化一次，而构造函数体内，可以给成员多次赋值。

所以我们引入初始化列表：

初始化列表：以一个冒号开始，接着是一个逗号分隔的数据成员列表，每个“成员变量”后面跟着一个放在括号中的初始值或表达式

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

要注意：

1.每个成员在初始化列表中只能出现一次；

2.初始化列表仅用于初始化类的数据成员，并不指定这些数据成员的初始化顺序，数据成员在类中定义顺序就是在初始化列表中的初始化顺序

3.尽量避免使用成员初始化成员，成员的初始化顺序最好和成员的定义顺序保持一致；

4.类中包含以下成员，一定要放在初始化列表位置进行初始化：

* 引用变量成员

* const成员变量

* 类类型成员（该类有缺省的构造函数）

构造函数的作用：

构造函数不仅可以把对象构造成功，还可以给对象中各个变量一个初始值，有时候还具有类型转换的作用。总结一下：

构造函数作用如下：

1.构造并初始化对象

2.类型转换（只针对单参构造函数，可以将其接受参数转化为类类型对象）

class Date
{
pubilc:
    Date(int year)
        : _year(year)
    {}
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

void Test()
{
    Date d1(2018);

    //用一个整形变量给日期类型对象赋值
    //实际编译器背后会用2019构造一个无名对象，最后用无名对象给d1对象进行赋值
    d1 = 2019;
}

如果不想使用单参构造函数可以类型转换的功能，我们只需用explicit修饰构造函数，将会抑制构造函数的隐式转换

当对上面的日期类的构造函数用explicit进行修饰时，表明明确告诉编译器，禁止单参构造函数的类型转换作用，因此Test()函数中的赋值语句会编译失败

默认构造函数：

之前我们了解到：如果一个类中没有显示定义构造函数时，编译器会合成一个默认的构造函数，如果类显示定义了，编译器将不再合成。

编译器合成的构造函数一定是不带参数的

class Date
{
pubilc:
    /*
    //带有参数的构造函数
    Date(int year,int month,int day)
        :_year(year)
        ,_month(month)
        ,_day(day)
    {}
    */
    void SetDate(int year,int month,int day)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    Date d;
    d.SetDate(2018,8,20);
    return 0;
}

我们注释掉上面代码的构造函数，对象依然可以创建成功，因为编译器给我们合成了一个默认的不带参数的构造函数，但该默认构造函数实际什么都不做，类似以下方式：

Date()
{}

这种构造函数实际上没有什么意义，合成了就要调用，调用就要该构造函数又没有实际的意义而且还影响程序的效率

其实通过汇编代码可以看见，创建对象语句的底层并没有对应的汇编语言，即编译器并没有合成构造函数

底层的现象时这样的：

因此，编译器对是否合成构造函数进行了优化，编译器会根据自己的需求选择性的合成构造函数，即如果类中没有显示的构造函数，在编译器徐需要且有能力合成时，会合成一个无参的构造函数。例如：

class Time
{
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:
    void SetDate(int year,int month,int day)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    Date d;
    d.SetDate(2018,8,1);
    return 0;
}

因为Time类显示定义了其缺省的构造函数，Date类没有显示定义其构造函数，其中包括了一个Time类对象。当创建Date类对象时，编译器需要调用Date类的构造函数完成Date类对象的构造，由于Date类没有显示定义其构造函数，此时编译器必须合成：因为Time类的构造函数存在，合成Date构造函数的目的就是为了完成Date类对象中包含的Time类对象的构造。

此时的底层汇编代码：

但是如果将Time类缺省的构造函数改成费缺省构造函数编译器就没有能力合成，此时会报错中。

在C++中，还有友元这一概念，友元就可以理解是朋友。分为友元函数和友元类。

友元函数可以直接访问类中的私有成员，它是定义在类外的普通函数，不属于任何类，但需要在类的内部声明，声明时必须加上friend关键字

class Date
{
friend ostream& operator<<(ostream& _cout,const 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;
}

int main()
{
    Date d(2018,8,22);
    cout<<d<<endl;
    return 0;
}

总结：
友元函数可以访问类的私有成员，但不属于类的成员函数

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是相同的

友元类：

友元类的所有成员函数都可以是另外一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的非公有成员。

class Date;   //前置声明
class Time
{
//声明日期类为时间类的友元类，则在日期类中就可以直接访问Time中的私有成员变量
friend class Date;
public:
    Time(int hour,int minute,int second)
        : _hour(hour)
        , _minute(minute)
        , _second(second)
    {}

private:
    int _hour;
    int _minute;
    int _second;
};

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

void SetTimeOfDate(int hour,int minute,int second)
{
    //直接访问时间类的私有成员变量
    _t._hour = hour;
    _t._minute = minute;
    _t._second = second;
}

private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
    Time _t;
};

认识了友元，我们来分析下友元有什么优点，又有什么缺点

优点：提高了程序运行的效率，因为一旦被friend修饰过的函数或类都可以直接访问任何东西，因此提高了程序的效率

缺点：也正是因为任何东西在友元面前都没有“秘密”，所以它就破坏了类的封装性和隐藏性。

除了这些我们还得注意一些：

友元关系是单向的，不具有交换性。就是说：如果A是B的友元类，那么A就可以访问B的私有成员变量，但是反过来B不能访问A的私有成员变量

再比如说上面的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，但是想在Time类中访问Date类的私有成员则不行

友元关系不能传递：

假如B是A的友元，C是B的友元，则不能说明C是A的友元

static成员

声明为static的类成员称为静态成员，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

class A
{
public:
    A()
    {
        ++_count;
    }

    A(const A& t)
    {
        ++_count;
    }
    
    ~A()
    {
        --_count;
    }

    static void GetACount()
    {
        return _count;
    }

private:
    static int _count;
};

int Test::_count = 0;

void Test()
{
    cout<<A::GetACount()<<endl;
    A a1,a2;
    A a3(a1);
    cout<<A::GetACount()<<endl;
}

特性：

静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的实例

静态成员变量必须在类外定义，定义是不添加static关键字

类静态成员即可用类名::静态成员函数或者对象.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

静态成员函数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，const修饰符等参数

提出两个问题：

静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？

不可以，因为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

非静态成员可以调用类的静态成员函数吗？

可以，因为静态成员为所有类对象共享，不属于某个具体的实例