《C++ Primer 第四版》笔记（3）

第三部分 类和数据抽象

[第12章  类]

    类背后蕴含的基本思想是数据抽象和封装。

    若一个函数为const，则函数的声明和定义部分均需指明const，否则将编译出错。    

    在类内部定义的函数默认为inline。inline函数的定义必须在调用该函数的每个源文件中是可见的，因此若在类外定义inline函数，则该函数的定义必须和类的声明放在同一个文件中。一个函数为inline，这个函数的声明和定义部分只需要出现一次inline指定即可，不需要像const那样声明和定义均需指定。

    可以只声明一个类而不定义它，比如class Screen；这种方式称为前向声明（forward declaration），声明的这个类为不完全类型（incomplete type），即只知道这是一个类型，但不知道它具体包含哪些成员。不完全类型只能以有限方式使用：不能定义该类型的对象；可以定义指向该类型的指针或引用；可以把该类型作为函数形参类型或者返回值类型。

     基于成员函数是否为const可以实现函数重载；基于指针形参（或引用形参）是否指向const，也可以重载函数；但如果形参是非指针非引用的普通const类型，则不能实现重载。

    如果成员函数为非const，则this是一个指向类类型的const指针；如果成员函数为const，则this是一个指向const类类型对象的const指针。

    构造函数不能是const的，创建const对象时，运行普通构造函数来初始化该const对象。

    构造函数的初始化列表只能出现在函数定义处，不能出现在声明处。一个初始化式可以是任意复杂的表达式。

    没有默认构造函数的类型对象、const类型以及引用类型都必须在构造函数初始化列表中进行初始化。const类型和引用类型只能在初始化列表中进行初始化。

    构造函数初始化列表中成员的初始化顺序是变量的定义顺序，而不是变量在构造函数初始化列表中的出现顺序。

    如果没有显式定义构造函数，则编译器会生成一个默认构造函数。如果显式定义了构造函数，则编译器不会定义默认的构造函数。此时，最好显式定义一个默认构造函数，否则该类不能默认初始化，所有使用该类的地方都必须进行显示初始化其所有成员，而且不能动态分配该类的对象。因此，如果定义了其他构造函数，最好再定义一个默认构造函数。

    friend声明友元不受public、private等访问限制符的控制。static成员受这些访问控制符的控制。

    static成员的访问方式可以有多种：类以作用域运算符::进行访问、通过对象访问、通过引用或指向该类型对象的指针访问。

    static成员函数没有this指针，它可以直接访问该类的static成员，但访问非static成员时，需要以【对象名.成员名】的形式访问。

    static成员函数不能是虚函数。

    static成员函数不能是const的，但static数据成员可以是const的。

    static数据成员必须在类定义外进行唯一一次初始化。

    static数据成员可以作为默认实参，而非static数据成员则不行。

    static数据成员的类型可以是该类型所属的类类型。而普通的非static成员的类型则不能是其所属的类类型，除非该数据成员是指针或者引用。

[第13章  复制控制]

    复制构造函数、赋值操作符和析构函数统称为复制控制（copy control）。通常编译器会自动合成赋值控制成员，当类具有指针成员时，我们必须自己定义复制控制成员。

    复制构造函数：只有一个形参，且该形参是对本类类型对象的引用（通常还是const的）。

    当形参为非引用类型时，由复制构造函数对实参进行复制；当返回非引用类型时，由复制构造函数进行复制。

    当没有显式定义复制构造函数时，编译器将合成（synthesize）一个复制构造函数，这个函数执行逐个成员的初始化，将现有对象中的每个非static成员复制到正创建的对象中。内置类型成员的值直接复制，类类型使用该类的复制构造函数，如果有数组，也对数组的每个元素进行复制。

    如果要禁止复制，应该将类的复制构造函数指定为private。此时类的友元和成员仍然可以进行复制，为了禁止友元和成员的复制，可以将复制构造函数声明为private，但不定义。

    如果没有定义赋值操作符，则编译器会合成一个。合成赋值操作符和合成复制构造函数一样，对成员逐个赋值，如果有数组成员，也会对每个数组元素赋值。

    与复制构造函数和赋值操作符不同，不管是否显式定义了析构函数，编译器都会合成一个析构函数，它按照成员在类中声明次序的逆序撤销成员。如果显式定义了析构函数，则首先运行显式定义的析构函数，然后运行合成的析构函数。

    三法则（rule of three）：如果需要显式定义析构函数，则同时也会需要赋值操作符和复制构造函数。

    C++常用下面三种方式之一来管理指针成员：
（1）指针成员采取常规指针型行为，同一类的不同对象的指针指向同一片内存，容易造成悬垂指针。这样的类具有指针的所有缺陷。

（2）采用智能指针。指针也是共享内存，但可以防止悬垂指针。

（3）采取值型行为。内存单元不共享，每个对象的指针指向不同的内存单元。

 [第14章  重载操作符与转换]

   函数调用操作符operator()可以接受任意数目的操作数。其他所有操作符的形参数目（包括成员函数的隐式this指针）与操作符的操作数目应该相等。

    重载操作符必须具有至少一个类类型或枚举类型的操作数。不能重新定义用于内置类型对象的操作符。

    操作符本身的优先级、结合性和操作数数目不能改变。

    除了函数调用操作符operator()之外，其他重载操作符使用默认实参是非法的。

    重载操作符并不保证操作数的求值顺序，尤其是重载&&、||及逗号操作符，两个操作数都要进行求值，但对操作数的求值顺序不做规定。因此，重载&&、||及逗号操作符不是一种好的做法。

    关于将重载操作符函数是否定义为成员函数的一些指导原则：

（1）一般将算术和关系操作符定义为非成员函数，而将赋值操作符定义为类的成员函数；

（2）输入>>、输出<<、赋值=、下标[]、函数调用()和成员访问->、类型转换函数等操作符必须定义为成员，将这些操作符定义为非成员函数将编译不通过。复合赋值操作符如+=可以定义为非成员函数，编译不会报错，但通常把它们定义为成员函数；

（3）改变对象状态或与给定类型紧密联系的其他一些操作符，如自增、自减和解引用，通常定义为类成员函数；

（4）对称的操作符，如算术操作符、关系操作符和位操作符，最好定义为普通非成员函数。

    operator<<的函数首部通常是：ostream& operator<<(ostream& os, const classType &object);

    operator>>的函数首部通常是：istream& operator>>(istream& os, classType &object);

    赋值操作符=应该返回左操作数的引用，作为成员函数，返回*this。

    下标操作[]的结果可能作为左值也可能作为右值，因此通常返回引用类型。[]必须作为成员函数定义，通常定义两个重载函数：一个为非const型并返回普通引用，另一个为const型并返回const引用。

    箭头操作符->必须定义为成员函数，返回值必须是指向类类型的指针或者定义了自己的箭头操作符的类类型对象。解引用操作符*可以是非成员函数，但也通常定义为成员函数。解引用操作符*与[]类似。

    自增操作符++通常定义为类的成员，前缀式自增操作符应该返回引用，函数首部通常是：classType& operator++(); 后缀式自增操作符应该返回值而不是引用，还应该带一个int形参，这个形参的目的只是为了区分前缀式和后缀式，在函数内部并不适用，编译器会为其提供初值0，函数首部通常是：classType operator++(int ); 自减操作符与自增操作符类似。

    调用操作符()应定义为成员函数，重载了调用操作符的类，其对象通常称为函数对象（function object），即它们是行为类似于函数的对象。

    标准库在functional头文件中定义了一组算术、关系和逻辑函数对象类，如plus<Type>、equal_to<Type>、logical_or<Type>。标准库还定义了一组函数适配器，用于特化和扩展一元和二元函数对象，这组函数适配器包括绑定器bind1st、bind2nd和求反器not1、not2。如可以这样使用：

count_if(vec.begin(), vec.end(), not1(bind2nd(less_equal<int>(), 10)));

    接受单个形参且未指定为explicit的构造函数定义了从其他类型到类类型的转换，转换操作符定义将类类型值转换为其他类型值的转换。转换函数必须是成员函数，形参表为空，不能指定返回类型，但每个转换函数必须返回一个指定类型的值。转换函数首部通常是operator type(); type是要转换的目标类型，函数应该返回type类型的值。如:

class SmallInt{

public:

 ...

 operator int() const {return val;}

private:

 std::size_t val;

...

}