C++类与对象——下

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文章标签： c++ 开发语言 1024程序员节
于 2024-10-24 15:41:46 首次发布
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十六、构造函数（二）

16.1 构造函数体赋值

16.2 初始化列表

16.3 explicit关键字

16.4 匿名对象

十七、static成员

17.1 概念

17.2 特性

十八、友元

18.1 友元函数

18.2 友元类

十九、内部类

十六、构造函数（二）

16.1 构造函数体赋值

例：

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

         上述构造函数调用即为赋初值，这种赋值方式不能被称作初始化。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。

16.2 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。

初始化列表是每个成员定义的地方。

例：

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

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：

①引用成员变量

②const成员变量

③自定义类型成员(且该类没有默认构造函数时)

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
    A(int a = 0)
        :_a(a)
    {}
private:
    int _a;
};

class Date
{
public:
    Date(int year, int month, int day,int i)
        //初始化列表
        : _year(year)
        , _month(month)
        , _x(1)
        ,_refi(i)
    {
        //也可与赋值方式混用
        _day = day;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
    //以下必须定义时初始化
    const int _x;
    int& _refi;
    //在没有默认构造函数时要初始化，这里有
    A _a;
};

int main()
{
    int n = 0;
	Date d(2024, 9, 1,n);
	return 0;
}

3、尽量使用初始化列表初始化，因为不管是否写初始化列表，每个成员都要走初始化列表。对于内置类型，如果不写会被初始化为随机值；对于自定义类型，如果不写会调用它的默认构造函数。


 这里已经执行完初始化列表，还未为 _day 赋值，故 _day 为随机值，_a 自动调用构造函数，故为0。

4、C++11支持的缺省值就是给了初始化列表，如果初始化列表没有显示给值，就用缺省值（备用）。

5、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。

16.3 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。

例如：

class A
{
public:
	A(int a)
		:_a(a)
	{}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	//创建对象方式一
	A a1(1);

	//方式二,用一个整形变量给类对象赋值
	//实际上是编译器生成了一个临时对象，
	//将int型隐式转换为自定义类型，再调用构造函数赋值
	A a2 = 2;

	//更直观的例子，1.1(double)->1(int型临时对象)->赋值给y
	double x = 1.1;
	int y = x;

	//而临时对象具有常属性
	//所以不能把权限扩大
	int& _x = 1.1;//错误示范×

	//但可以把权限平移
	const int& _x2 = 1.1;//√

	return 0;
}

        此例中的方式二不仅是多一种对象实例化的方式，更为某些情景提供便利，例如顺序表的‘增’操作： 

//class A...
//以A为存储类型的顺序表...
int main()
{
	SeqList s;
	//以往的写法
	A a1(1);
	s.PushBack(a1);

	//根据方式二便能这样写
	s.pushBack(1);

	return 0;
}

         虽然传参是整型，但是在赋给形参时产生了一个临时变量，转换成自定义类型A，用这种方式进行插入操作，大大增加了便利性。

C++11之前，不支持多个参数；而在C++11支持多个参数的隐式类型转换：

class B
{
public:
	B(int b1,int b2)
		: _b1(b1),
		_b2(b2)
	{
		cout << "B(int b1, int b2)" << endl;
	}
private:
	int _b1;
	int _b2;
};

int main()
{
	B b = { 1,2 };
	return 0;
}

 

explicit 作用：explicit 修饰构造函数，禁止类型转换

例：

用 explicit 修饰的构造函数便失去了类型转换的作用。 

16.4 匿名对象

有名对象：生命周期在当前局部域

匿名对象：生命周期只在这一行

class A
{
public:
	A(int a)
		:_a(a)
	{}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	//有名对象
	A a1(1);
	//匿名对象
	A(2);
	return 0;
}

匿名对象可以用来传参，调用函数等，目的是简化代码。

例：

int main()
{
	SeqList s;
	s.PushBack(A(2));//传参
	return 0;
}

class A
{
public:
	int Test(int n)
	{
		//...
		return n;
	}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	//通常想要调用A中的Test()函数需要实例化一个对象
	A a;
	a.Test(10);
	//而匿名对象则可以省略这一步
	A().Test(10);
	return 0;
}

总之，匿名对象在实际中经常会用到。 

十七、static成员

17.1 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。

17.2 特性

  1. 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
  2. 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
  3. 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
  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
  5. 静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制

例题：实现一个类，计算程序中创建出了多少个类对象？

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
using namespace std;
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;
}
int main()
{
	TestA();
}

十八、友元

        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，所以友元不宜多用。

友元分为：友元函数和友元类

18.1 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。

        假设想要打印日期类，我们可以写一个打印日期类的成员函数 printDate()，在学习重载之后，也可以尝试去重载 operator<<以达到如下目的：

——想要实现的形式

        但是我们发现没办法将 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。如果使用只能写成 d << cout。 

——实际上的

        但是我们在实际使用中 cout 需要是第一个形参对象，才能正常使用。所以要将 operator<< 重载成全局函数。但又会导致类外没办法访问成员，此时就需要友元来解决，operator>> 同理。

拿以上问题举例：

class Date
{
	//友元函数声明
	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;
};

//函数实现，将_cout放到第一个位置，日期类
//d放到第二个位置
ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
{
	_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl;
	return _cout;
}

int main()
{
	Date d(2024, 9, 1);
	cout << d;
	return 0;
}

（以ostream& / istream& 作返回值，可以使用类似 cout << d1 << d2 的形式，（cout<<d1）作d2的左操作数）

说明：

  • 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
  • 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相同

18.2 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。
  • 友元关系不能传递。如果C是B的友元， B是A的友元，则不能说明C时A的友元。
  • 友元关系不能继承。
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:
	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:
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}
	void SetTimeOfDate(int hour, int minute, int second)
	{
		// 直接访问时间类私有的成员变量
		_t._hour = hour;
		_t._minute = minute;
		_t._second = second;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	Time _t;
};

        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。

十九、内部类

概念：如果一个类（B）定义在另一个类（A）的内部，这个类（B）就叫做内部类。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访问内部类的成员。外部类对内部类没有任何优越的访问权限。

B类受A类域和访问限定符的限制，其实它们是两个独立的类。

注意：内部类就是外部类的友元类，参见友元类的定义，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。

特性：

  1. 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。
  2. 注意内部类可以直接访问外部类中的static成员，不需要外部类的对象/类名。
  3. sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系。
class A
{
public:
	class B // B天生就是A的友元
	{
	public:
		void FuncB()
		{
			A aa;
			aa._a = 1;//可以直接访问A的私有成员变量
		}
	private:
		int _b;
	};
private:
	int _a;
};

int main()
{
	A::B b;// 受访问符限制，如果B被private修饰则报错
	return 0;
}

江烽渔火
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