类与对象（下篇）

Posted 2022-02-03 雨轩（爵丶迹）

类与对象

• 再谈构造函数
• static成员
• 友元
• • 友元函数
  • 友元类

再谈构造函数

1、构造函数赋值问题

前面我们谈到，构造函数赋值，都是通过有参函数来赋值的。虽然我们通过调用构造函数使对象已经有了一个初始值，但不能将其称为类对象成员的初始化。

class A

public:
	A()
	A(int a)
	
		_a = a;
	
private:
	int _a;
;
class Date

public:
	Date(int a, int b)
	
		//函数体内初始化
		_aa = A(a);
		_b = b;
	
private:
	A _aa;//自定义类型
	int _b;//内置类型
;

重点

构造函数体中的语句只能将其称作为赋初值，而不能称作初始化。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

2、初始化列表

• 那怎么去初始化？
  这里我们就要用到初始化列表

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

举例：Date(int a, int b):_aa(a),_b(b)

class A

public:
	A()
	A(int a)
	
		_a = a;
	
private:
	int _a;
;
class Date

public:
	Date(int a, int b):_aa(a),_b(b)
	
		//函数体内初始化 
//=》对于自定义类型成员来说，改用初始化列表初始化可以提高效率
		/*_aa = A(a);
		_b = b;*/
	
private:
	A _aa;//自定义类型
	int _b;//内置类型
;

但是我们在初始化列表的时候，需要注意初始化的顺序。如果顺序相反，会导致出现随机值的问题。

class A

public:
	A(int a) //_a1和_a2的初始化顺序相反
		:_a2(a)
		,_a1(_a2)		 
	
	void Print() 
		cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
	
private:
	int _a1;
	int _a2;
;
int main()

	A person(10);
	person.Print();
	return 0;

初始化顺序必须与在类中声明的顺序一样，否则会出现随机值

还有一点就是以下成员必须使用初始化列表进行初始化：

• 引用成员变量
• const成员变量
• 自定义类型成员(该类没有默认构造函数)

class A

public:
	A(int a):_a(a)
	
private:
	int _a;
;
class B

public:
	B(int a, int ref):_aobj(a),_ref(ref),_n(10)
	
private:
	A _aobj; // 没有默认构造函数
	int& _ref; // 引用
	const int _n; // const
;

还有一点就是，无法用初始化列表初始化的成员变量，我们可以函数内部初始化，列表初始化和函数内部初始化搭配着用，灵活运用

总结：

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(该类没有默认构造函数

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

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

构造函数对于单个参数的隐式转换可能会带来我们不想要的。所以我们这里可以加explicit关键字去避免隐式转换。

用explicit修饰构造函数，将会禁止单参构造函数的隐式转换

static成员

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。静态的成员变量一定要在类外进行初始化

• 静态成员变量位于数据段（内存分布下一节再讲，这里先说明一下）

static的作用

c语言

1. 修饰全局变量和全局函数，改变链接属性，只在当前文件可见
2. 修饰局部变量，改变声明周期

上面的特性在C++中依旧有用，C++兼容c的这些特性

cpp

1. 修饰成员变量和成员函数，成员变量属于整个类，所有相对像共享，成员函数没有this指针

我们先来看一道面试题：实现一个类，计算中程序中创建出了多少个类对象

int countC = 0;
int countCC = 0;
class A

public:
	A()
	
		++countC;
	

	A(const A& a)
	
		++countCC;
	
;
A f(A a)

	A ret(a);//拷贝构造
	return ret;

int main()

	A a1 = f(A());//匿名对象传参时，不会调用拷贝构造函数
	A a2;
	A a3;
	a3 = f(a2);
	cout << countC << endl;
	cout << countCC << endl;
	return 0;

我们这里轻松就能想到用全局变量来计数。但我们使用static具有封装性，使用更安全。

class A

public:
	A()
	
		++countC;
	

	A(const A& a)
	
		++countCC;
	
	//静态成员函数没有this指针
	static int GetACountC()  return countC; 
	static int GetACountCC()  return countCC; 
private:
	static int countC;
	// 存在静态区，属于整个类，也属于每个定义出来的对象共享
	// 跟全局变量比较，他受类域和访问限定符限制，更好体现封装，别人不能轻易修改他
	static int countCC;
;
//静态成员变量不能在构造函数初始化，在全局位置定义初始化
int A::countC = 0;
int A::countCC = 0;
A f(A a)

	A ret(a);//拷贝构造
	return ret;

int main()

	A a1 = f(A());//匿名对象传参时，不会调用拷贝构造函数
	A a2;
	A a3;
	a3 = f(a2);
	//属于整个类，也属于每个定义出来的对象共享
	//我们可以使用类::静态成员或者对象.静态成员来访问
	cout << A::GetACountC() << endl;
	cout << A::GetACountCC() << endl;
	return 0;

• 我们在来看看静态成员为什么无法调用非静态成员？

由于static成员没有this指针，而对象的实例化之后，都是有隐藏的this指针去调用函数或者成员变量，所以这里报错（需要注意）

给你们留两个问题

1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？

不能，因为静态成员没有隐藏的this指针（this指针忘记的自己看看前几节博客）

2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？

可以，因为非静态成员有this指针

总结

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

友元

友元是什么？

• 朋友？

差不多是这个意思，也就是一个类可以去访问例外一个类里面的成员，不过指的是单方面去访问。

友元函数

我们先来看一个问题，现在我们尝试去重载operator<<，然后发现我们没办法将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。所以我们要将operator<<重载成全局函数。但是这样的话，又会导致类外没办法访问成员，那么这里就需要友元来解决。operator>>同理

class Date

public:
	//必须弄为友元，类外才能访问成员
	friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);//加const，输出运算符重载，不需要改变
	friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);//输入运算符重载，需要改变
	Date(int year, int month, int day)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
;
//输出流
ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)

	_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
	return _cout;

//输入流
istream& operator>>(istream& _cin, Date& d)

	_cin >> d._year >> d._month >> d._day;
	return _cin;

int main()

	Date d(2017, 12, 24);
	cout << d;
	cin >> d;
	return 0;

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 void Print(const Date& d);
private:
	int _year = 2021;//声明，这里是缺省值，不是初始化的值，更不是定义
	int _month = 10;
	int _day = 27;
;
void Print(const Date& d)

	cout << d._year << " " << d._month << " " << d._day << endl;

int main()

	Date d;
	Print(d);//友元函数调用
	return 0;

友元函数跟普通函数调用方法一样。

还有一点性质，一个函数可以是多个类的友元函数

友元函数总结

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和原理相同

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。

比如上述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。

• 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。

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;
;

// 友元关系是单向的，Date是Time的友元，在Date类中可以使用对象访问Time的私有保护成员
// 但是Time不是Date的友元，在Time类中不可以使用对象访问Date的私有保护成员
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;
		cout << _t._hour << " " << _t._minute << " " << _t._second << endl;
	

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	Time _t;
;

int main()

	Date d;
	d.SetTimeOfDate(16, 50, 30);
	return 0;

最后分享一张图片，对于类和对象的理解。

没说的：内部类，再次理解封装，这些自己下去看看就好，要理解，不要去死记硬背类与对象。

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