C++初阶学习————类和对象（补充）
类和对象（补充）
- 构造函数初始化列表
-
- 总结
- explicit关键字
- static成员
-
- 总结
- C++11 的成员初始化新玩法
- 友元
-
- 友元函数（类的流插入、流提取重载实现）
- 友元类
- 内部类
构造函数初始化列表
上面介绍的构造函数，若是默认的情况下会自动调用，不是默认的需要手动传参，在对象实例化时会通过构造函数给成员变量一个合适的初始值，但是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。
想要初始化就需要用到初始化列表，语法如下：
class Data
{
public:
----------------------------------------------------------------------------------------
Data()
:_year(1)
,_month(1)
,_day(1)
{}
---------------------------------------------------------------------------------------------
Data(int year = 1,int month = 1,int day = 1)
:_year(year)
,_month(month)
,_day(day)
{}
--------------------------------------------------------------------------------------------
Data(int year,int month,int day)
:_year(year)
,_month(month)
,_day(day)
{}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
语法格式就是在构造函数和{} 之间，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。
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.目前有三种成员变量必须使用初始化列表
（1）const修饰成的常量
例如
int i;
i = 10; 普通变量可以随时赋值
const int i; 但是const修饰的变量只能初始化
那么类的成员变量中有const修饰的变量也同理
class Data
{
public:
Data(int year = 1,int month = 1,int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
_N = 10;
}
上面的构造函数属于赋初值，不算初始化
private:
int _year;
int _month;
int _day;
const int _N;
};
初始化列表如下：
Data(int j = 1,int year = 1,int month = 1,int day = 1)
:_N(10)
,_year(year)
,_month(month)
,_day(day)
{}
（2）引用成员变量
前面的学习中，引用也是必须在定义时初始化，所以和const同理
（3）没有默认构造函数的自定义类型
默认构造函数主要就是不用传参就能调用，1.全缺省、2.无参、3.系统默认生成
不属于默认构造函数就是需要传参的，只能手动传参才能调用
class A
{
public:
构造函数
A(int a)
{
_a = a;
}
private:
int _a;
};
class Data
{
public:
Data(A& temp,int year = 1)
{
_year = year;
d = temp;
}
private:
int _year;
A d;
};
int main()
{
A aa(1);
Data d1(aa);
return 0;
}
所以没有 默认构造函数的自定义成员，必须在初始化列表初始化
Data(A& temp,int year = 1)
:d(temp)
{
_year = year;
}
并且，就算是自定义类型成员有默认构造函数，初始化列表的效率也比赋初值的效率快
下面比较有默认构造函数中，赋初值和初始化列表的区别
class A
{
public:
构造函数
A(int a)
{
_a = a;
cout << "A(int)" << endl;
}
赋值重载
A& operator=(const A& d)
{
_a = d._a;
cout << "A& operator=(const A& d)" << endl;
return *this;
}
拷贝构造
A(A& d)
{
_a = d._a;
cout << "A(A& d)" << endl;
}
private:
int _a;
};
class Data
{
public:
1.赋初值
Data(A& temp,int year = 1)
{
_year = year;
d = temp;
}
2.初始化列表
Data(A& temp,int year = 1)
:d(temp)
{
_year = year;
}
private:
int _year;
A d;
};
int main()
{
A aa(1);
Data d1(aa);
return 0;
}
C++建议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。
初始化的顺序
class A
{
public:
A(int a)
:_a1(a)
,_a2(_a1)
{}
void Print()
{
cout<<_a1<<" "<<_a2<<endl;
}
private:
int _a2;
int _a1;
};
int main()
{
A aa(1);
aa.Print();
}
初始化的顺序是成员变量声明的顺序，所以先执行_a2,再执行_a1;
总结
- 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)
- 目前有三种成员变量必须使用初始化列表
（1）const修饰成的常量
（2）引用成员变量
（3）没有默认构造函数的自定义类型 - 初始化的顺序是成员变量声明的顺序
- C++建议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。
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。
class Date
{
public:
Date(int year)
:_year(year)
{}
private:
int _year;
int _month:
int _day;
};
int main()
{
Data d1 = 2022;
return 0;
}
Data d1 = 2022属于隐式类型转换，
和 double d = 1.1；int i = d；同理会先生成一个中间的临时变量
//const int& j = i; j就是临时变量的引用
用2022来构造一个临时对象Data(2022),在用这个对象拷贝构造d1，但是C++编译器为了提高效率，会在一个连续的过程中将多次构造合二为一，所以这里直接优化为一个构造，不想用这种隐式类型转换，只需要在构造函数前加上关键字explicit
explicit Date(int year)
:_year(year)
{}
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
例如：计算调用多少次构造函数（拷贝构造和构造函数）
class A
{
public:
构造函数
A(int a = 0)
{
_a = a;
_count++;
}
拷贝构造
A(A& d)
{
_a = d._a;
_count++;
}
获取静态成员变量值
static int Get_count()
{
return _count;
}
private:
int _a;
static int _count;
};
int A:: _count = 0;
void f(A a)
{}
int main()
{
A a1;
f(a1);
cout << a1.Get_count() << endl;
A a2;
cout << a1.Get_count() << endl;
cout << a2.Get_count() << endl;
cout << A::Get_count() << endl;
return 0;
}
上面的代码说明：
总结
- 静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的实例
cout << a1.Get_count() << endl;
cout << a2.Get_count() << endl;
cout << A::Get_count() << endl;
- 静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字
int A:: _count = 0;
- 类静态成员即可用，类名::静态成员、函数，或者对象.静态成员来访问（再外部访问前提是公有的）
- 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
static int Get_count() 没有隐藏的this指针
- 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
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:
A() 构造函数
{}
private:
int a = 10;
B b = 20;
//int* p = (int*)malloc(4);
//int arr[10] = {1,2,3,4,5}; 有的编译器不支持这种
static int n; 静态成员不可以这样给缺省值
};
int A::n = 10;
int main()
{
A a;
a.Print();
return 0;
}
若初始化列表阶段，没有对成员变量初始化，这里就会使用缺省值初始化（无参，系统默认生成）
等价为
A()
:a(20)
,b(20)
{}
友元
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。
友元函数（类的流插入、流提取重载实现）
这里还用前面写过的日期类举例子；
前面介绍了运算符重载，但是流插入 << ，流提取 >>没有办法重载成成员函数，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
注意：ostream是cout的类名，istream是cin的类名，是已经封装好的在std中的属于全局变量
void Data::operator<<(ostream& out)
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
调用放法：
Data d1(2022,10,10);
d1.operator(cout);
或
d1 << cout;
this指针默认是第一个参数也就是左操作数，但是实际使用习惯中cout是第一个形参对象
所以就把函数写成全局的
void operator<<(const ostream& out,Data& d)
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
但是又出现一个 问题就是无法访问私有成员变量了
这时候就可以使用友元
只需要在类中声明，关键字friend+函数声明，表示这个函数可以访问类中的所有东西
friend void operator<<(const ostream& out,Data& d)
若想连续流插入则和赋值运算符重载一个道理，改变返回值即可
ostream& operator<<(const ostream& out,Data& d)
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
return out;
}
注意：
<< 的结合性是从左到右
= 的结合性是从右到左
Data d1;
Data d2;
cout << d1 << d2;
cout < cin同理 总结： 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。 上述代码中，A的私有成员变量都只能在自己的 类域中调用，而B类中想要调用，就可以把B类声明在A类中，表示 B对A说：我是你的朋友，B就可以访问A的私有，但A不是B的朋友，A想访问B的私有就需要在B类中声明自己是B的友元 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 可以看成内部类就是外部类的友元类，但是外部类不是内部类的友元。 内部类：istream& operator>>(istream& in,Data& d)
{
cin >> d._year >> d._month >> d._day;
return in;
}
friend istream& operator>>(istream& in,Data& d); 友元在类中的声明
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。
友元类
友元关系是单向的，不具有交换性。
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。//class B 前置声明
class A
{
friend class B; B是A的友元，B可以访问A的私有变量
public:
void print()
{
cout << a << "-" << b << "-" << c << endl;
}
private:
int a;
int b;
int c;
//B temp2;
};
class B
{ //friend class A; 想要A可以访问B中的私有成员，可以在这里声明 A是B的友元，但注意在前置声明
public:
void print()
{
cout << x << "-" << y << "-" << z << endl;
cout << temp.a << "-" << temp.b << "-" << temp.c <<endl;
} B是A的友元，B可以访问A的私有变量
private:
int x;
int y;
int z;
A temp;
};
内部类
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。class A
{
private:
static int k;
int h;
public:
class B
{
public:
void foo(const A& a)
{
cout << k << endl;
cout << a.h << endl;
}
};
};
int A::k = 1;
1.内部类B和在全局定义一样的，只是他受外部类A的域限制，解A的域才能找到B
2.内部类天生就是外部类的友元，内部类(B)可以访问外部类(A)的私有变量，但反过来不行int main()
{
A::B b; 实例化一个B类的对象
cout << sizeof(A) << endl;
return 0;
}
静态成员是在静态区的，不算成员大小，内部类和全局类基本一样，就是受A的域限制，所以sizeof计算的只是外部类A的大小