C++类与对象第四篇:（初始化列表构造匿名对象隐式类型转换友元static成员内部类）

Posted 2021-06-27 无聊的马岭头

目录

• 前言
• 1.在谈构造函数
• • • 1.1 构造函数体赋值
    • 1.2 初始化列表
    • 1.3 C++11的成员初始化新玩法
    • 1.4 隐式类型转换
    • 1.5 explicit关键字
    • 1.7 构造匿名对象
• 2. 友元
• • • 2.1 友元的引出
    • 2.2 友元函数
    • 2.3 友元类
• 3.static成员
• • • 3.1 特性
    • 3.2 特例
• 4. 内部类
• • • 4.1 概念
    • 4.2 特性
• 总结

前言

1.在谈构造函数

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;
};

经过上面的构造函数调用后，对象已经有了一个初始值，但不能将其称作为类对象的初始化，构造函数体中的语句只能称作为赋初值，而不能称作为初始化，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

初始化列表：以一个冒号（：）开始，接着是一个逗号分隔数据的成员列表，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)//初始化列表
 , _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（初始化列表只能初始化一次）
2. 类中包含一下成员，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（该类没有显示定义的默认构造函数）

（1、引用成员变量）
定义引用成员变量是必须初始化，而初始化是在初始化列表中进行的。

（2、const成员变量）
const成员变量也要初始化，故要放在初始化列表中初始化。

（3、自定义类型）
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。

在这之前我们先要知道，在调用构造函数中的初始化列表已经是定义成员变量了。

在调用Date类的构造函数的时候，在进行初始化列表时，会调用A类的构造函数。

class A
{
public:
	friend class Date;
	A(int x)
		:_x(x)
	{}
private:
	int _x;
};

class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day, int x)
		: _rep(x)//初始化列表相当于定义变量，故调用A类的构造函数
	{

	}
	void prit()
	{
		cout << _rep._x << endl;
	}
private:
	//声明
	A _rep;
};

int main()
{
	Date d1(0, 1, 1,100);
	d1.prit();
}

3. 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
   【题】
   
   【答】：D

1.3 C++11的成员初始化新玩法

C++11支持非静态成员变量在声明时进行初始化赋值，但是要注意这里不是初始化，这里是给声明的成员变量缺省值。

class B
{
public:
 B(int b = 0)
 :_b(b)
 {}
 int _b;
};
class A
{
public:
 void Print()
 {
 cout << a << endl;
 cout << b._b<< endl;
 cout << p << endl;
 }
private:
 // 非静态成员变量，可以在成员声明时给缺省值。
 int a = 10;
 B b = 20;
 int* p = (int*)malloc(4);
 };
 int main()
{
 A a;
 a.Print();
 return 0;
}

1.4 隐式类型转换

1.5 explicit关键字

构造函数不仅可以构造与初始化对象，对于单个参数的构造函数，还具有类型转换的作用。

explicit关键字：用explicit修饰构造函数，将会禁止单参构造函数的隐式转换。

（未加explicit）

（加了explicit）

未能成功隐式类型转换，故报错 （没有找到接受“int”类型的右操作数的运算符(或没有可接受的转换)）

1.7 构造匿名对象

匿名对象的生命周期就在实例化的那一行（下面黑框中可以看出）

2. 友元

友元分为：友元函数和友元类

2.1 友元的引出

看过我之前的文章的朋友应该已经了解到了运算符重载，但没有去重载operator<<和operator>>，当然了，不是重载不了，而是准备通过它来介绍友元，

在重载前我们先要知道cout是ostream的对像、cin是istream的对象。

(一、这样写很变扭)

（二、全局不能访问类中的私有成员）

定义一个全局变量，访问不了类中的私有成员

（三、友元的出现）

什么是友元？
举个例子：家庭A和家庭B，家庭A去不了家庭B的家，家庭B也去不了家庭A的家，但是家庭A要访问家庭B，家庭B就把钥匙给家庭A。家庭A可以访问家庭B，但是家庭B还是访问不了家庭A。家庭A拿了家庭B的钥匙可以进家庭B的家，但家庭A不是家庭B的人。（下面还会接着介绍）

下面红色方框就是钥匙。关键字friend加…

全代码：

#include<iostream>

using namespace std;

class Date
{

	friend ostream& operator<<(ostream& out,const Date& d);
	friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:

	Date()
	{
		_year = 2021;
		_month = 1;
		_day = 1;
	}

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

ostream& operator<<(ostream& out,const Date& d)
{
	cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl;

	return  out;
}

istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
	in >> d._year>>d._month>>d._day;

	return  in;
}

int main()
{
	Date d1;
	cin >> d1;
	cout<<d1;
}

2.2 友元函数

友元函数：友元函数可以直接访问类中的私有成员，它是在类外部定义的普通函数，不属于任何类，但是需要在类部声明，声明时需要加friend关键字当前缀。

上面的代码中，运算符<<重载、运算符>>重载，都是友元函数。

说明：

• 友元函数可以访问类中的保护成员和私有成员，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，不受访问限定符的限制
• 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的函数调用和原理相同

2.3 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，都可以去访问另一个类的非共有成员。

• 友元关系是单向的，不是具有交换性。
• 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是A的友元。
  

全代码：

#include<iostream>
using namespace std;
class time
{
	//声明日期类是时间类的友元类
	friend class Date;

private:
	int _hour;
	int _monute;
	int _second;
};

class Date
{
public:
	void timee()
	{
		//直接访问时间类的私有成员变量
		_e._hour = 1;
		_e._monute = 1;
		_e._second = 1;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	time _e;
};

3.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。静态的成员变量一定要在类外进行初始化。

看下面代码：
class Date
{

private:

static int _a;
};
int main()
{
cout << sizeof(Date) << endl;
}
答案：1

静态成员变量是放在静态区的，故答案为1，这也说明静态成员变量无法在类中初始化。

【面试题】：实现一个类，计算程序中创建出了多少对象。

这就要用到静态成员变量

class A
{
public:
	A()
	{
		_a++;
	}
	A(const A&d)
	{
		_a++;
	}

	static int Get()
	{
		return _a;		
	}
private:
	static int _a;
};

int A::_a = 0;

int main()
{
	A d1;
	A d2(d1);
	A();
	cout << A::Get() << endl;
}

为什么不能用非静态成员变量呢？
在调用完构造函数时，栈帧会被销毁，无法计算。

3.1 特性

1. 静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的实例
2. 静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字
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. 静态成员和类的普通成员一样，也有public、protected、private3种访问级别，也可以具有返回值

3.2 特例

静态成员变量初始化，不受访问限定符的限制，否则没办法初始化。

【题】题链接
【答】

class Add
{
public:
    Add()
    {
        _ret+=_i;
        _i++;
    }
    
    static int Get()
    {
        return _ret;
    }
    
    static void Init()
    {
        _i=1;
        _ret=0;
    }
private:
    static int _i;
    static int _ret;
};

int Add::_i=1;
int Add::_ret=0;

class Solution {
public:
    int Sum_Solution(int n) 
    {
        Add::Init();
        Add arr[n];
        
        return Add::Get();
    }
};

4. 内部类

4.1 概念

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。注意此时这个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调用内部类。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。注意友元类的定义，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。

4.2 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、枚举成员，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。

总结

【C++类与对象】完结了，不妥的地方请懂哥指出，共同学习与进步，喜欢的可以点赞哦👍。