植物大战 类和对象2——C++

“执手相看泪眼，竟无语凝噎”

一、赋值和初始化

C++要分清 赋值和初始化，在C++中初始化有多种。赋值也多种，二者要分清楚。

1.构造函数内赋值

1.例如在创建对象时，构造函数Date会被自动调用，给对象中的_year,_month,_day赋值。
2.但是这个只能叫做赋值，不能叫做初始化，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。

那怎么才能初始化呢？请继续往下看。

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

2.初始化列表

概念：初始化列表是以一个冒号开始，接着是以一个逗号分隔每个数据成员，每个"成员变量"后面跟一个放在括
号中的初始值或表达式。

代码举例：

class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _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初始化一次
2.类中包含引用成员变量，const成员变量，自定义类型成员(该类没有默认构造函数），必须放在初始化列表位置进行初始化

解释：
1.因为引用变量只能引用一个实体。
2.因为const成员变量不能被修改，只能被读。
3.因为自定义类型成员假如没有默认构造函数。

代码举例：

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
};

注意：
1.尽量都用初始化列表初始化
2.初始化的顺序是成员变量在类中声明次序。

3.explicit关键字(了解)

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

以下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

class Date
{
public:
	Date(int year)
		:_year(year)
	{}
	explicit Date(int year)
		:_year(year)
	{}
private:
	int _year;
	int _month :
	int _day;
}；
void TestDate()
{
	Date d1(2018);
	// 用一个整形变量给日期类型对象赋值
	// 实际编译器背后会用2019构造一个无名对象，最后用无名对象给d1对象进行赋值
	d1 = 2019;
}

4.C++11 的成员初始化

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);
	static int n;
};
int A::n = 10;

int main()
{
	A a;
	a.Print();
	return 0;
}

二、static成员

声明为static的类成员称为类的静态成员

1.概念

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

2.特点

注意：
1.静态的成员变量一定要在类外进行定义和初始化,定义时不添加static关键字

2.静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的实例出来的对象。

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，只能访问静态成员

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

代码举例：

class A
{
public:
	A() { ++_scount; }
	A(const A& t) { ++_scount; }
	static int GetACount() { return _scount; }
private:
	static int _scount;
};
//静态变量在类外定义初始化
int A::_count = 0;

int main()
{
	cout << A::GetACount() << endl;
	A a1, a2;
	A a3(a1);
	cout << A::GetACount() << endl;
}

三、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

1.友元函数

<< 重载代码如下

class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}
	ostream& operator<<(ostream& _cout)
	{
		_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
		return _cout;
	}
prvate:
	int _year;
	int _month;
	int _day
};

问题：
1.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。

2.**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。

3.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
{
	friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);
public:
	Date(int year, int month, int day)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day；
};
ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
{
	_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
	return _cout;
}

int main()
{
	Date d;
	cout << d << endl;
	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

注意：
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

2.友元类

概念：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。
注意：
1.友元关系是单向的，不具有交换性。
比如以下代码 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。

class Date; // 前置声明
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, int minute, int second)
		: _hour(hour)
		, _minute(minute)
		, _second(second)
	{}
private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};

四、内部类

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，不能访问内部类

2.特点

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

在这里插入代码片class A
{
private:
	static int k;
	int h;
public:
	class B
	{
	public:
		void foo(const A& a)
		{
			cout << k << endl;//OK
			cout << a.h << endl;//OK
		}
	};
};
int A::k = 1;
int main()
{
	A::B b;
	b.foo(A());
	return 0;
}