C++类和对象(下)

不要同情自己，同情自己是卑劣懦夫干的勾当。

1. 初始化列表

1.1 初始化列表的概念

我们以前除了用构造函数来初始化类的成员变量，现在我们也可以通过初始化列表来初始化。
前者为函数体内赋初值，后者为初始化列表初始化。
虽然构造函数调用之后，对象中已经有了一个初始值，但是不能将其称作为类对象成员的初始化，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。

两者还可以混合使用：

Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year)
		, _month(month)
	{
		_day = day;
	}

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;
	int _month;
	int _day;
};

1.2 初始化列表的价值

我们知道类的成员变量是声明，只有定义对象时才会开空间。那一个对象的成员什么时候定义呢？
初始化列表可以认为就是对象成员变量定义的地方。
普通变量在函数体内赋初值和初始化列表初始化没什么区别，但是有些变量必须在定义的时候初始化，比如说有一个引用，有一个const int类型或者没有提供默认构造的自定义类型等等。

如果认定成员变量是声明，62行是对象整体定义。那你这些成员什么时候定义呢？为什么要找成员定义的地方？因为有些成员变量必须在定义的时候初始化。只能像下面这样写：

ok，我们可以这么认为：62行是对象定义，对象定义就要调用构造函数去初始化。初始化列表是对象的成员变量定义的地方，对于_year、_month、_day的普通变量你可以在定义的时候初始化，也可以在函数体内赋初值。
【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，构造函数都要先去走一遍初始化列表。如果初始化列表显示初始化了某个成员，它就会初始化。如果你没有显示初始化，它也会初始化，只是对内置类型不处理，自定义类型会去调它的默认构造函数。还有以前我们讲过的C++11给内置类型打的补丁：缺省值，也是给初始化列表用的。
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。
   
   因为先初始化_a2，_a1是随机值给_a2还是随机值。

☀️2. explicit关键字

⚡️2.1 隐式类型转换

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。

2022先构造了一个Date类型的临时对象 ，再拿这个对象拷贝构造给d2。有些编译器会直接优化：直接拿2022构造d1。

2.2 explicit

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

3. static成员

3.1 概念

面试题：实现一个类，计算中程序中创建出了多少个类对象。

但是我想说的是全局变量是不好的，在一些简单的程序下没有问题，用在项目里面会有极大的问题。会引发链接冲突问题。从封装的角度，C++也不希望你这样写。

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。

但是这样会编不过去，因为static修饰的成员变量放在静态区，没有在类里。所以定义要在类外定义。 又因为静态成员变量属于整个类，属于类的所有对象，所以访问方式也有多种(假设是公有)：

构造调了1次，拷贝构造调了3次。 默认的成员函数在公共代码段，所以A本身是空类，一个字节表示占位(存在过)。
但是成员变量是私有就无法像上面那样访问，只能通过公有的成员函数去Get。
成员函数也可以是静态，static成员函数没有this指针：如果类里有非静态的成员变量，静态的成员函数就无法访问非静态的成员变量。

 //统计A类型对象创建了多少个

class A
{
public:
	A()
	{
		++_count1;
	}

	A(const A& aa)
	{
		++_count2;
	}

	// 成员函数也可以是静态，static成员函数没有this指针
	static int GetCount1()
	{
		//_a = 0; // 不能访问非静态成员，因为没有this指针
		/*	A aa;
			aa._a = 0;*/
		return _count1;
	}

	static int GetCount2()
	{
		return _count2;
	}
private:
	// 静态成员变量属于整个类，所以类的所有对象
	static int _count1;
	static int _count2; // 声明

	int _a;
};

// 定义
int A::_count1 = 0;
int A::_count2 = 0;

A Func(A a)
{
	A copy(a);
	return copy;
}

int main()
{
	A a1;
	A a2 = Func(a1);
	cout << a1.GetCount1() << endl;
	cout << a2.GetCount2() << endl;
	cout << A::GetCount1() << endl;
	cout << A::GetCount2() << endl;
}

3.2 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

4. 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。

静态成员变量不在类里面，它的定义在类外，初始化列表无法访问静态成员变量，所以静态成员变量不能给缺省值。

5. 友元

友元分为：友元函数和友元类。
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。

5.1 友元函数

什么是友元函数呢？在一些情况下，我们需要对类的私有数据或保护数据进行访问。当然，我们可以通过写一些公有的成员函数来进行访问，但是当我们成员变量较多时，就显得很麻烦。所以C++提供相对便捷的友元函数的方式来进行访问。比如说我们流插入和流提取的重载：博主在这一篇博客的拓展部分有详细讲解

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。

说明:

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
   因为友元函数在类外定义，没有this指针。

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

5.2 友元类

假设在我们的日期类里有一个自定义成员类型Time，然后我们想写个函数把Time类型给初始化，但是我们不能直接访问Time的成员变量，怎么办？

ok，这个时候就可以用到友元类了。我们可以在Time里加一句friend class Date;。这个时候我们就称Date是Time的友元。记住：如果一个函数想要访问类的私有或保护成员，那么就把这个函数在这个类里声明为友元函数。如果Date想访问Time的私有或保护成员，那么就把Date类在Time类里声明为友元类。

如果Time里面想要访问Date的私有或保护成员，现在这样能不能访问呢？
注意：

1. 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。
2. 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。

6. 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。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。
如下图：B天生就是A的友元，在B里面直接就可以访问A的私有或保护成员变量。但是A不是B的友元。

如果这个时候你想用B类型去创建一个对象，可以这样定义：A::B b;前提是B在A类里是public的，如果是private的，那B类就是A类专属的，只有A可以用。

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。
   大家觉得下图中A类的大小(本质上是算A定义的对象的大小)是多少？
   

ok，我们知道静态成员变量不算A的大小，重点是大家现在要认识清楚一个问题：在A类里有没有一个B对象？
没有，你要有B对象是不是要B类型去定义一个对象啊。所以说内部类跟普通的类没有什么大致的区别，算A类的大小时也不需要考虑B。
其实内部类大家了解一下就可以了，因为C++不喜欢用这个东西。

7. 练习题

1. 1加到n(受限制)
   
   

2. 计算日期到天数转换
   
   
   注意一点就行了：5月24号是前4个月的天数加上24天。所以10行数组的下标是month-1。