C++学习：4拷贝友元
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了C++学习：4拷贝友元相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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拷贝构造
1、拷贝构造函数
也是一种构造函数，只是比较特殊
问题：
什么时候调用构造函数？ 创建一个对象的时候进行调用。
什么时候调用拷贝构造函数？ 当利用已存在的对象创建一个新对象时（类似于复制粘贴，生成一个新文件）
- 拷贝构造函数的格式是固定的，接收一个const引用作为参数
理解拷贝：类似于复制粘贴，生成一个新文件， 所以我们希望 新文件和旧文件的内容是一样的。
- 当我们去掉拷贝构造函数，看看会发生什么。
- 当我们写了拷贝构造函数，但是里面是空的，会发生什么。
结果：并不会对成员变量进行拷贝。
- 在拷贝构造函数当中，添加拷贝代码。
反问：这情况下，我们写拷贝构造函数有用吗？
- 如果我们想拷贝所有成员变量，这样写根本没有必要。
- 因为不写，默认也会拷贝所有的成员变量。
我们有个性化需求的时候，可以写：
- 只希望部分成员变量进行拷贝操作。
2、调用父类的拷贝构造函数
怎么调用父类的拷贝构造函数？
- 如果我们是想要拷贝全部成员变量，那么就没有必要调用父类的拷贝构造函数。
Student s1(18,90);
Student s2(s2); // 这样会默认拷贝所有变量
注意点：
拷贝构造函数： 拷贝 + 构造 的时候被调用：
- 拷贝：赋值操作
- 构造：产生一个新的对象
注意点：
- 在初始化列表当中，通过调用父类构造函数，进行初始化。
- 同理：子类拷贝构造函数，也应该调用父类拷贝构造函数
- 可以发现是：父类指针指向子类对象
如果子类拷贝构造函数没有调用父类的拷贝构造函数，就只能给 m_score 赋值，不能给 m_age 进行赋值。
1、可以发现 m_score 并没有赋值，但是 m_age 变为了 0，而不是 0xcc。
2、因为 子类的构造函数会默认调用 父类的无参构造函数。 同理 子类的析构函数 也会默认调用 父类无参的析构函数。
3、 Person (int age = 0) ： 因为有默认参数，所以不传入参数也可以，所以也算是无参的构造函数。
3、浅拷贝
编译器默认的提供的拷贝是浅拷贝（shallow copy） ， 我们分析浅拷贝是为了更好的分析深拷贝。
回顾一下C语言当中的字符串，（字符串的本质其实就是字符数组）
const char *name = "bwm"; // 本质是一个常量
char name2[] = {'b','w','m'};
当我们类当中有一个指针变量的时候：然后调用构造函数
分析对象的内存模型
- 栈空间指向堆空间：Car *c1 = new Car(100,name);
- 堆空间指向栈空间：Car.name = name
注意：堆空间指向栈空间非常危险！！！
- 因为栈空间的释放，是系统自动回收内存的，我们无法控制。
- 当栈空间被回收的时候，而我们堆空间仍然会指向它，那么就非常危险。（堆空间的指针为野指针）
怎么解决：堆空间指向栈空间的问题？
让堆空间指向堆空间：
步骤：
1、先取消初始化列表的指针初始化，让将其放到构造函数当中初始化。
2、进行栈空间到堆空间的拷贝
3、当 c1 释放的时候，我们也要释放 m_name 的堆空间。
这时候就体现出 析构函数的作用了：
当 delete(c1) 的时候，自动调用 Car 的析构函数，我们将 delete(m_name)放到析构函数当中，就可以达到我们想要的目的。
变量图：
name：指向栈空间
m_name ：指向堆空间
第二种情况：
前面都是铺垫，我们现在来分析浅拷贝。
浅拷贝：不用写拷贝构造函数，直接进行拷贝。
分析浅拷贝的特点：
- 将一个对象中所有成员变量的值拷贝到另一个对象。
造成问题一：指针也是直接进行拷贝， c2 和 c1 共用一个堆空间。（当 c1 的名字改变的时候，c2 的名字也会被改变）
造成的问题2：多次 free。可能我们看起来多次 free 好像没有什么问题，但是有些平台，多次 free 程序就会崩掉。
4、深拷贝
解决办法：使用深拷贝，即自己写一个拷贝构造函数，从而产生一个新的内存空间。
优化：
5、总结拷贝构造函数
回过头来看：我们什么时候需要自己写一个 拷贝构造函数呢？
情况1：如果class 当中都是 int 、double 这些简单的数据类型。
我们就没必要自己写拷贝构造函数，直接进行浅拷贝也不会出错。
情况2：class 当中我们如果含有 指针类型
- 浅拷贝：会造成堆空间的多次 free，以及多个对象共用一个堆空间。
这时候我们才真正需要自己去实现一个拷贝构造函数。
一些细节
1、对象参数和返回值
使用对象类型作为函数的参数或者返回值，可能会产生一些不必要的中间对象 。
这个就是传值传递。
改进：我们利用传址传递。（传递一个地址就可以达到两种效果）
- 输出型参数：const
- 输出性参数：非const
对象作为返回值：多了一个 对象的创建
分析为什么？
- test 函数结束之后，car对象就会销毁，而我们还想将 car 拿到 main 函数里面用。
- 所以就会将 test函数当中 car，拷贝到 mian函数的栈空间。
改进：编译器进行优化，只进行了一次拷贝构造。
2、匿名对象、临时对象
匿名对象：没有变量名、没有被指针指向的对象，用完后马上调用析构
匿名对象作为参数，传给一个函数：
3、隐式构造
C++中存在隐式构造的现象：某些情况下，会隐式调用单参数的构造函数
可以知道，隐式构造有时候是不好的，可以通过关键字explicit禁止掉隐式构造
我再来体会一下构造函数：
修改：
分析为什么可以这么操作：
其实 Car c1 = 20 等价于 Car c1(20)； 它默认调用了 单参数的构造函数
接着看：
作为返回值：
将关键字explicit 添加在构造函数前面， 因为这样的写法，代码可读性比较差。
4、编译器自动生成的构造函数
一个错误的广为传之的观点：编译器会为每一个类生成一个无参的空的构造函数。
直接分析汇编：
如果没有呢？
总结：只有特定情况下，才会生成 空的无参的构造函数。
反过来思考，编译器为什么会生成 空的无参的构造函数？ 有什么用呢？ 哪些情况下会生成 空的无参的构造函数?
1、成员变量在声明的同时进行了初始化
2、有定义虚函数 ，会对对象有什么影响呢？
- 有虚函数，对象前面的前 4 个字节就必须存放虚表地址。
3、虚继承了其他类，虚继承对对象有什么影响呢？
- 对象的前四个字节，又会有一个虚表地址。
4、包含对象类型的成员，且这个成员有构造函数（编译器生成或自定义）
- 因为生成 Car 对象，就会生成 Person 对象。
- 生成给 Person 对象的时候就会调用 Person 类的构造函数。
- 所以会给 Car 生成一个构造函数，并且在其中调用 Person 类的构造函数。
5、父类有构造函数（编译器生成或自定义）
- 同理，继承的时候，在 子类的构造函数当中会默认调用父类的构造函数。
- 所以必须 先得给子类生成一个构造函数。
总结一下：
对象创建后，需要做一些额外操作时（比如内存操作、函数调用），编译器一般都会为其自动生成无参的构造函数。
友元
首先明确友元分为两部分：友元函数、友元类。
典型的封装：
缺点：假设 add 的函数调用非常频繁，那么开销就会非常大，每调用一次add ，就会调用 4 次api接口。
改进：
- 要求：我们不能破坏原来的封装性。
- Point 的成员变量，必须还是 private， 保持原来的封装性。
办法：友元函数
1、友元函数
- 如果将函数 add（非成员函数）声明为类 point 的友元函数，那么函数 add 就能直接访问类point 对象的所有成员
2、友元类
如果将类A声明为类C的友元类，那么类A的所有成员函数都能直接访问类C对象的所有成员
设定友元类：
如果将类 Math 声明为类 Point 的友元类，那么类Math 的所有成员函数，都能直接访问类Point对象的所有成员。
总结：
友元破坏了面向对象的封装性，但在某些频繁访问成员变量的地方可以提高性能
3、内部类
含义：如果将类A定义在类C的内部，那么类A就是一个内部类（嵌套类）
特点：
1、支持public、 protected、 private权限， 可以控制这个类的访问权限。
2、成员函数可以直接访问其外部类对象的所有成员（反过来则不行）
3、成员函数可以直接不带类名、对象名访问其外部类的static成员
4、不会影响外部类的内存布局
- 仅仅是访问权限变了。
5、内部类 – 声明和实现分离
4、局部类
在一个函数内部定义的类，称为局部类
局部类的特性：
-
作用域仅限于所在的函数内部
-
其所有的成员必须定义在类内部，即声明和实现必须放到类里面。
-
不允许定义static成员变量，因为 static成员变量 必须放到类外初始化，与上面矛盾。
-
成员函数不能直接访问函数的局部变量（static变量除外）
以上是关于C++学习：4拷贝友元的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
C++入门不能重载为友元函数的4个运算符(=, -＞, [ ], ( ))