＜C++＞再识构造函数和static成员

1.再识构造函数

1.1 构造函数体赋值

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之后，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

先来看下面这段代码 

class Time
{
public:
	Time(int hour)
	{
		_hour = hour;
	}
private:
	int _hour;
};

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

int main()
{
	Date d1(2022, 0);
	return 0;
}

 编译之后会出现这么一个错误

“Time”: 没有合适的默认构造函数可用

因为没有给Time类写默认的构造函数，那有没有一种办法可以不用给Time写默认构造函数就能够对Time完成初始化工作呢？

所以这里就要用到初始化列表

---

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。 

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

---

 如此，对没有写默认构造函数的自定义类型成员就可以在初始化列表里给它初始化

class Time
{
public:
	Time(int hour)
	{
		_hour = hour;
	}
private:
	int _hour;
};

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

int main()
{
	Date d1(2022, 0);
	return 0;
}

【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(且该类没有默认构造函数时) 

class Time
{
public:
	Time(int hour)  // 没有默认的构造函数
	{
		_hour = hour;
	}
private:
	int _hour;
};

class Date
{
public:
	Date(int year, int hour)
		:_t(hour) 
		,month(8)
		,ref(year)
	{
		_year = year;
	}
private:
	int _year;
	Time _t; // 自定义类型成员
	const int month; // const成员变量 有一次初始化的机会，要在初始化列表进行初始化
	int& ref; // 引用类型成员
};

---

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。

class Time
{
public:
	Time(int hour = 0)
		:_hour(hour)
	{
		cout << "Time()" << endl;
	}
private:
	int _hour;
};
class Date
{
public:
	Date(int day)
	{}
private:
	int _day;
	Time _t;
};
int main()
{
	Date d(1);
}

---

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) // 先初始化a2，再初始化a1
		:_a1(a)
		, _a2(_a1)
	{}
	void Print() {
		cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
	}
private:
	int _a2;
	int _a1;
};
int main() {
	A aa(1);
	aa.Print();
}

---

1.3 explicit关键字

构造函数不仅可以构造与初始化对象，对于单个参数或者除第一个参数无默认值其余均有默认值的构造函数，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;
};

int main()
{
	Date d1 = 2022; // 这里会发生隐式类型转换，先是调用构造函数构造一个临时对象，再用临时对象进行拷贝构造，但是编译器最终优化成一次拷贝构造
	return 0;
}

 为了验证这里会发生隐式类型转换，所以加入explicit关键字来禁止隐式类型转换

class Date
{
public:
	explicit Date(int year)
		:_year(year)
	{
		cout << "Date(int year)" << endl;
	}
	Date(const Date& d)
	{
		cout << "Date(const Date& d)" << endl;
	}
private:
	int _year;
};

int main()
{
	Date d1 = 2022; // 这里会发生隐式类型转换，先是调用构造函数构造一个临时对象，再用临时对象进行拷贝构造，但是编译器最终优化成一次拷贝构造
	return 0;
}

//编译报错：“初始化”: 无法从“int”转换为“Date”

---

用引用验证会发生隐式类型的转换

class Date
{
public:
	Date(int year, int month = 8)
		:_year(year)
	{
		cout << "Date(int year)" << endl;
	}
	Date(const Date& d)
	{
		cout << "Date(const Date& d)" << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
};

int main()
{
	const Date& d1 = 2022; // 类对象不可能直接引用一个常量，所以中间发生了类型转换，但是转换的临时对象具有常性，所以要用const来修饰
	return 0;
}

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再来看下面一个例子：

class Date
{
public:
	// 1. 单参构造函数，没有使用explicit修饰，具有类型转换作用
	// explicit修饰构造函数，禁止类型转换---explicit去掉之后，代码可以通过编译
	explicit Date(int year)
		:_year(year)
	{}
	/*
	// 2. 虽然有多个参数，但是创建对象时后两个参数可以不传递，没有使用explicit修饰，具有类型转
	换作用
	// explicit修饰构造函数，禁止类型转换
	explicit Date(int year, int month = 1, int day = 1)
	: _year(year)
	, _month(month)
	, _day(day)
	{}
	*/
	Date& operator=(const Date& d)
	{
		if (this != &d)
		{
			_year = d._year;
			_month = d._month;
			_day = d._day;
		}
		return *this;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
void Test()
{
	Date d1(2022);
	// 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2023构造一个无名对象，最后用无名对象给d1对象进行赋值
	d1 = 2023;
	// 将1屏蔽掉，2放开时则编译失败，因为explicit修饰构造函数，禁止了单参构造函数类型转换的作用
}

总结：用explicit修饰，将会禁止隐式类型的转换

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补充：匿名对象

class Date
{
public:
	Date()
		:_year()
	{
		cout << "Date()" << endl;
	}
	~Date()
	{
		cout << "~Date()" << endl;
	}
private:
	int _year;
};

int main()
{
	Date(); // 匿名对象的创建与销毁都在同一行上
	return 0;
}

进入调试来验证一下：

在同一行上调用了构造函数与析构函数

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应用场景：

class Date
{
public:
	Date()
		:_year()
	{
		cout << "Date()" << endl;
	}
	~Date()
	{
		cout << "~Date()" << endl;
	}
	int GetYear()
	{
		return _year;
	}
private:
	int _year;
};

int main()
{
	Date().GetYear(); // 不需要单独再去创建一个对象来调用函数
	return 0;
}

总结：自定义类型，推荐用用初始化列表进行初始化，初始化列表可以认为是成员变量定义的地方

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。静态成员变量一定要在类外进行初始化

2.2 特性

1. 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

// 错误示范 

class A
{
public:
	A()
		:_scount(1) // 无法在初始化列表定义，因为静态成员不独属于任一对象
	{}
	static int _scount; // 在类中只是声明，没有定义
};

---

// 正确做法 

class A
{
public:
	static int _scount; // 在类中只是声明，没有定义
};

int A::_scount = 20; // 静态成员变量要在类外进行定义

---

2. 静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的对象，存放在静态区

3. 类静态成员只可用 类名::静态成员 或者 对象.静态成员 来访问

class A
{
public:
	static int _scount; // 在类中只是声明，没有定义
};

int A::_scount = 20; // 静态成员变量要在类外进行定义

int main()
{
	A a1;
	A a2;
	cout << A::_scount << endl;
	cout << a1._scount << endl;
	cout << a2._scount << endl;
	return 0;
}

 

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4. 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 

class A
{
public:
	A()
		:_num(1)
	{}
	static int test1()
	{
		_num = 10; // 因为没有this指针，不能访问非静态的成员
		A a3; // 但是如果定义了一个对象，此时就可以访问了，因为此时对于对象a3来说，它有this指针
		a3._num;
	}
	static int _scount; // 在类中只是声明，没有定义
	int _num;
};

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5. 静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制 

面试题：实现一个类，计算程序中创建出了多少个类对象。 

class A
{
public:
	A() { ++_scount; }
	A(const A& t) { ++_scount; }
	~A() { --_scount; }
	static int GetACount() { return _scount; }
private:
	static int _scount;
};
int A::_scount = 0;
void TestA()
{
	cout << A::GetACount() << endl;
	A a1, a2;
	A a3(a1);
	cout << A::GetACount() << endl;
}

创建了多少个对象，要看构造函数和拷贝函数调用了多少次

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【问题】

1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？ 

答：不能，因为没有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：可以，静态成员函数属于类和所有类对象

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思维导图

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