C++学习笔记之类和对象

结构体在C和C++的不同

1.在c++中，用结构体定义变量不需要加struct，而c中不行。

2.在C++中，可以定义空结构体，大小为1，而C中不行。

3.在C++中，可以在结构体声明中声明甚至实现函数，在C中只能放函数指针。

4.在C++中，成员函数直接可以访问本结构的成员变量而无需传入，在C中，函数和结构并无直接关联。

***成员函数不影响结构体的大小

因为成员函数是放在公共区域的，只是在这个结构体域中而已。 

类

类是一个特殊的结构体，只需要把上述结构体中的struct改成class,再加上public即可。

访问限定符：

public:正常访问       private：只能在类内部访问         protected：目前来说和private差别不大，但是主要差别体现在多态，继承的学习阶段 。

tip1:访问限定符只在编译阶段生效，编译好后，在运行阶段并没有限定。

tip2：结构体其实也能使用访问限定符，只是一般不去使用，因为它是用来兼容C结构体的。

tip3：结构体中默认是public,而类中默认是private。

注意点：

1.首先出现无穷递归/无穷调用的情况是在拷贝构造时候，拷贝构造的参数只有一个且必须使用引用传参，如果不使用引用传参则会出现无穷递归。

2.默认拷贝构造是浅拷贝，自己写的拷贝构造是深拷贝，若在牵扯到动态内存分配时候，自己不写拷贝构造函数，则会出现程序崩溃的情况，因为第二次析构的时候会引发错误。

3.在赋值运算符重载的时候bool operator=(const Date &d)假设是一个date类，那么我们可以理解为对=的赋值运算符重载,使用bool当然也可以，但是使用bool或者void 不可以多次赋值,例如d2=d1=d;但是若使用Date& operator=(const Date &d )则可以连续赋值。

构造函数

1. 它是一个特殊的成员函数，它不存在返回值，名字和类名相同，在实例化对象的时候自动调用。
2. 系统会自动提供一个默认的构造函数，如果自己实现了构造函数，则系统不再提供默认的构造函数。
3. 构造函数可以存在参数，它与其它的构造函数是以函数重载的方式共同存在的。
4. 拷贝构造函数指的是参数为本类其他对象的引用的构造函数，它在给对象初始化成本类其他对象时调用。系统会自动提供一个拷贝构造函数。

析构函数

1. 析构函数是当一个栈被销毁前调用的，在C++中，当一个函数栈被销毁前，会调用栈中每一个函数的析构函数。 
2. 析构函数不存在参数也不存在返回值，它的名字是类名前加波浪线。
3. 系统会自动提供一个什么都不做的析构函数。

浅拷贝：直接复制内存。

深拷贝：当成员中有指向堆的指针，就必须重新给该指针分配空间，然后将目标对象指针所指的空间的内容拷贝到新分配的空间。（如果不这样做，会导致两个指针指向同一片空间，从而在析构中多次释放。

初始化列表

1.狭义初始化

在定义变量的时候直接进行初始化的行为叫做狭义初始化。 例如 int a = 3;

2.广义初始化

第一次给变量赋值叫做初始化的情况叫做广义初始化。

int a;

……//跟a无关的代码

a=3; 

初始化列表相当于狭义初始化，而构造函数内部相当于广义初始化。

所以初始化列表可以解决一些只能用狭义初始化进行初始化的变量，例如：const 变量              引用        没有无参构造的类的对象

explict

explict:阻止单参构造的不规范调用

单参数的构造函数：可以用=直接调用，例如：

假设CT类中有一个单参数的构造函数，参数类型为int或int相关类型，那么，"CT a = 3;"这种写法就是被允许的，但是这种写法十分别扭，看上去好像直接把3赋给了a，为了避免这种写法，可以在构造函数加explict,使得这样的写法变得无效。

赋值运算符重载

运算符重载：

将运算符看成函数，把它的几目当成参数，通过参数的类型识别出对应的操作方法，相当于函数重载。

运算符重载有指定的规则，规则根据运算符来制定。

类会自动提供一个赋值运算符的重载，执行的是浅拷贝，跟拷贝构造相同。

const成员函数 

const加在成员函数的末尾，代表这个函数的this是const修饰的。

如果一个对象是const对象，那么它不能调用非const的成员函数。

取地址运算符重载 

类会自动提供两个取地址运算符重载，一个是针对普通对象的，一个是针对const对象的。

静态成员 

静态成员跟类走不跟对象走，类在他在，而一般成员是对象在他才在。所以静态成员可以通过类名直接调用，而普通成员必须通过对象调用。

1.静态成员变量

1.所有对象共享，无论谁改了，所有的一起改。

2.存储在全局区，不占用类的空间，所以取sizeof的时候不算在内。

3.不需要对象，可以直接用类名：：调用

4.赋初值只能在类外，赋值时不加static,用"类型 类名：：变量名 = n"直接赋值

2.静态成员函数

只能直接访问静态成员变量，无法访问其它的普通成员，因为它没有this指针。 

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，但是会增加耦合度，破坏了封装，所以友元不宜多用。

C++是一种面向对象的语言，具有封装，多态，继承三大特性 ，在类中，只有类的成员函数才可以访问类的私有成员，非成员函数只能访问类的公有成员，为了使类的非成员函数访问类的成员，唯一的做法就是将成员定义为public，但这样做会破坏信息隐藏的特性。基于以上原因，引入友元函数解决。友元的作用是提高了程序的运行效率（即减少了类型检查和安全性检查等都需要时间开销），但它破坏了类的封装性和隐藏性，使得非成员函数可以访问类的私有成员。所以不建议使用。

友元函数

• 必须在类的说明中说明友元函数，说明时以关键字friend开头，后跟友元函数的函数原型，友元函数的说明可以出现在类的任何地方，包括private和public部分。

• 友元不是类的成员，不受类的声明区域public、private和protected的影响。
• 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。

• 友元函数不是类的成员函数，所以友元函数的实现与普通函数一样。在实现时不用“::”指示属于哪个类，只有成员函数才使用“::”作用域符号。

• 友元函数不能直接访问类的成员，只能访问对象成员。

• 我们试想一下，定义友元的目的是在不破坏隐藏（类的数据成员是private）的前提下，定义一个非成员函数访问私有数据成员。类的成员函数能“cout<< a<< endl;”的原因是有this指针。既然是私有数据成员，若要直接访问类的成员，且类的非静态成员必须与特定对象相对，所以必须通过类的对象访问类的私有数据成员。
  友元函数可以访问对象的私有成员，但普通函数不行。

• 调用友元函数时，在实际参数中需要指出要访问的对象。

• 类与类之间的友元关系不能被继承。（友元不属于类的成员函数）

• 友元一般定义在类的外部，但需要在类体内进行声明，为了与该类的成员函数加以区分，在说明时前面加以关键字friend。友元函数不是成员函数，但它可以访问类的私有成员。友元的作用在于提高程序的运行效率，但它破坏了类的封装性和隐藏性，使得非成员函数可以访问类的私有成员。

• 对某些成员函数多次调用时，由于参数传递，类型检查和安全性检查等都需要时间开销，从而影响了程序的运行效率。

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
• 友元关系不能传递。 B是A的友元，C是B的友元，则不能说明C是A的友元

内部类

内部类是指一个类定义在另一个类的内部。这个内部类就叫做内部类。此时内部类是一个独立的类，不属于外部类，更不能通过外部类的对象去访问内部类。

内部类就是外部类的友元类，但是外部类不是内部类的友元。

特性：

• 内部类定义在外部类的public,protected,private都是可以的。
• 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。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<algorithm>
using namespace std;
class A
{
public:
  class B
  {
  public:
    void foo(const A& a)
    {
      cout<<k<<endl;
      cout<<a.h<<endl;
    }
  };
private:
  static int k;
  int h;
};
int A::k=1;
int main()
{
  A::B b;
  b.foo(A());
  return 0;
}

 注意写的时候的一些规范，尤其是静态成员的初始化，以及内部类在主函数的调用等。