C++类和对象（下）

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分类专栏： C++ 文章标签： c语言 c++

于 2022-08-06 14:05:22 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/pythoncjave/article/details/126193254

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首先我们要再来说一下构造函数，这里主要说一下构造函数的另外一种赋值方式。

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 = 1;//注意这里不是初始化，是给缺省值
	int _month = 1;//因为这里是声明，不是定义，只有定义时才可以初始化
	int _day = 1;
};

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)

接下来说一下上面的三种情况，首先说一下自定义类型成员，因为自定义类型成员编译器会生成默认构造函数去处理，说白了就是去调用自定义类型的构造函数，因为自定义类型成员里一般也有内置类型，所以我们就不好给他初始化，所以就需要使用初始化列表来，引用成员变量和const成员变量，他们的话，首先const成员变量必须在定义的地方初始化，只有一次机会，引用也是如此必须初始化。

其实这里就有一个很重要的结论，就是初始化列表可以认为是成员定义的地方。

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。
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)
        :_a1(a)
        ,_a2(_a1)
    {}
void Print() {
    cout<<_a1<<" "<<_a2<<endl;
}
private:
    int _a2;
    int _a1;
};
int main() {
    A aa(1);
    aa.Print();
} 
A. 输出1 1
B.程序崩溃
C.编译不通过
D.输出1 随机值

根据第四条，就可知选D

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。

date d1;
date d2(d1);//直接调用构造
date d3 = 2022;//隐式类型转换：构造 + 拷贝构造 + 编译器优化 -> 直接调用构造

加上explicit就不能隐式类型转换

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 
}

上述代码可读性不是很好，用explicit修饰构造函数，将会禁止构造函数的隐式转换。

static成员

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

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

静态成员函数不可以调用非静态成员函数，因为没有this指针，非静态成员函数可以调用类的静态成员函数，这里是因为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。

class A
{
public:
static int GetACount()
{ 
    return _scount; 
}
private:
    static int _scount;
};
int A::_scount = 0;

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

友元函数

现在尝试去重载operator<<，然后发现没办法将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。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。
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。

class Date
{
    friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);
    friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:

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

友元函数的特性

1.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
2.友元函数不能用const修饰
3.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
4.一个函数可以是多个类的友元函数
5.友元函数的调用与普通函数的调用原理相同

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B是A的友元，C是B的友元，则不能说明C时A的友元。
其实友元类就是加上一句话friend class date 把这句代码放到另一个类中去，就表明日期类是另一个类的友元，因为比较简单就不演示了。

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;
};

内部类

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。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。
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
{
private:
    static int k;
    int h;
public:
class B // B天生就是A的友元
{
public:
    void foo(const A& a)
    {
    cout << k << endl;//OK
    cout << a.h << endl;//OK
    }
};
};

这里其实就是B定义在A里面，受到A类域的限制，B天生是A的友元。