cpp初阶--Lesson 04 类和对象（下）_直接初始化-优快云博客

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Lesson 04 类和对象（下）

【本节目标】

1. 再谈构造函数

2. C++11 的成员初始化新玩法。

3. 友元

4. static成员

5. 内部类

6. 再次理解封装

虽然构造函数调用之后，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。（这句话可以这样理解：就像 int a=1；声明一个a变量且初始化为1，而在程序之后再也不用对a初始化。而构造函数是一个函数，他可以多次执行给不同的对象赋初值。）

1.2 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符的数据成员列表，每个成员变量后面跟一个放在括号中的初始值的表达式。

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

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

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)
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
类类型成员（该类没有构造默认函数）

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。
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

1.3 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。

用explicit修饰构造函数会禁止单参数构造函数的隐世转换。

class Date
{
public:
     Date(int year)
     :_year(year)
     {}
     explicit Date(int year)
     :_year(year)
     {}
 
private:
     int _year;
     int _month:
     int _day; }；
    
void TestDate()
{
     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;
}

2. 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。静态的成员变量一定要在类外进行初始化

2.2 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，定义时不添加static关键字
类静态成员即可用类名::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
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，const 修饰符等参数

【问题】

静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？
- 不可以，静态成员函数可以不需要类的实例化直接使用，非静态的成员函数很可能用到一些成员变量，而成员变量的创建和初始化在创建了类的实例时在构造函数调用的时候哎进行。如果允许静态成员函数调用非静态成员函数，很可能使用到未创建也未初始化的成员变量，不符合逻辑。静态成员函数是类的一部分，不是对象的一部分。
非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？——可以

3. C++11 的成员初始化

支持非静态成员变量在声明时，直接初始化。

class B {
public:
     B(int b = 0)  //使用初始化列表对其进行初始化 <-------------------------
     :_b(b)
     {}
    
     int _b;
};

class A {
public:
     void Print()
     {
         cout << a << endl;
         cout << b._b<< endl;
         cout << p << endl;
     }
private:
 // 非静态成员变量，可以在成员声明时，直接初始化。    <----------------------------
     int a = 10;
     B b = 20;
     int* p = (int*)malloc(4);
     static int n;
};

int A::n = 10;      //静态成员变量还是得在类外进行初始化。<---------------------

int main()
{
     A a;
     a.Print();
     return 0;
}

4.友元

友元函数、友元类

破环封装，提供便利。但是会增加耦合度，不易使用。

4.1 友元函数

友元函数可访问类的私有成员，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和原理相同
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。

eg：

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

    ostream& operator<<(ostream& _cout)
    {
        _cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
        return _cout;
    }

prvate:
    int _year;
    int _month;
    int _day
};

int main()
{
    Date d(2017, 12, 24);
    d << cout;
    return 0;
}

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
{
    //在类中声明类外的某个函数为friend，类外这个函数就是友元函数，友元函数可以直接使用该类的私有成员
    friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d); 
    friend istream& operator>>(istream& _cin, const Date& d);
public:
    Date(int year, int month, int day)
        : _year(year)
        , _month(month)
        , _day(day)
    {}

prvate:
    int _year;
    int _month;
    int _day
};

ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d) {  //<----类外的全局函数
    _cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day; //<<--直接使用了类的私有成员

    return _cout;
}

istream& operator>>(istream& _cin, const Date& d) {  //同上
    _cin >> d._year;
    _cin >> d._month;
    _cin >> d._day;

    return _cin;
}

int main()
{
    Date d;
    cin >> d;
    cout << d << endl;
    return 0;
}

4.2 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。

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。

------》解释：

两个类是塑料姐妹花，A类在类的朋友圈公开声明说B是她的好朋友，这时B就能不要脸的直接使用可怜的A类的所有非公有成员。而B却不发朋友圈，所以A不可能用到B的私有的任何东西。舔狗舔狗，舔到最后一无所有，谁先发朋友圈公开谁就输了。

友元关系不能传递

如果B是A的友元，C是B的友元，则不能说明C时A的友元。

------》解释：你的朋友不代表是我的朋友。

class Date; // 前置声明
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:
    ...
}

5.内部类

5.1 概念

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。注意此时这个内部类是一个独立的类，它不属于外部类，更不能通过外部类的对象去调用内部类。外部类对内部类没有任何优越的访问权限。内部类就是外部类的友元类。注意友元类的定义，内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类中的所有成员。但是外部类不是内部类的友元。

------》解释：外部类又是一个舔狗，把内部类都放在心里了，把自己的所有都诶内部类，内部类却是个渣女。

5.2 特性

内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。
注意内部类可以直接访问外部类中的static、枚举成员，不需要外部类的对象/类名。
sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系。

6.再次理解封装

C++是基于面向对象的程序，面向对象有三大特性即：封装、继承、多态。

C++通过类，将一个对象的属性与行为结合在一起，使其更符合人们对于一件事物的认知，将属于该对象的所有东西打包在一起；通过访问限定符选择性的将其部分功能开放出来与其他对象进行交互，而对于对象内部的一些实现细节，外部用户不需要知道，知道了有些情况下也没用，反而增加了使用或者维护的难度，让整个事情复杂化。在这里插入图片描述