【C++】类和对象（四）
1.初始化列表：
1.1为什么要有初始化列表？
实验代码如下：
class A
{
public:
int _a1;//声明
int _a2;
const int _x;
};
int main()
{
A aa;//定义
return 0;
}
运行结果：
❓有一个const成员函数时，定义对象会报错
原因： const变量必须在定义的地方初始化
❓对象在main函数内定义，而对象中的成员变量在哪里初始化呢？
可以使用缺省值 const int _x=1;//缺省值，可以过
因此我们需要考虑有const的情况，我们要想办法初始化成员变量
1.2初始化列表的写法：
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 A
{
public:
A()
: _a2(1)
,_x(1)
{
_a1++;
_a2--;
}
private:
int _a1=1;//声明
int _a2=2;
const int _x=1;//缺省值，可以过
};
哪个对象调用构造函数，初始化列表都是它所有成员变量初始化的位置
不管是否显示在初始化列表写，那么编译器每个变量都会初始化列表定义初始化
【注意】
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**)
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(且该类没有默认构造函数时))
1.2.1如果成员变量有自定义类型的话：
- 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
class B {
public:
B(int b)
:_b(0)
{
cout << "B()" << endl;
}
private:
int _b;
};
class A
{
public:
A()
:_x(1)
, _a2(1)
, _ref(_a1)
, _bb(0)//如果没有默认构造函数,就相当于调用它的构造函数
{
_a1++;
_a2--;
}
private:
int _a1=1;//声明
int _a2=2;
const int _x=1;//缺省值，可以过
int& _ref;
B _bb;//默认构造函数，对于内置类型不处理，对于自定义类型会调用默认构造
//对于自定义类型，如果没写，会去调用默认构造，
};
因为默认构造函数，对于内置类型不处理，对于自定义类型会调用默认构造
所以当成员列表中有自定义类型，如果没写构造函数，会去调用默认构造
- 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
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();
}
A. 输出1 1
B.程序崩溃
C.编译不通过
D.输出1 随机值
选D
2.explicit关键字：
构造函数不仅可以构造与初始化对象，对于单个参数或者除第一个参数无默认值其余均有默认值构造函数，还具有类型转换的作用。**
class Date
{
public:
explicit Date(int year)
:_year(year)
{}
/*explicit Date(int year, int month = 1, int day = 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}*/
Date& operator=(const Date& d)
{
if (this != &d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
return *this;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void Test()
{
Date d1(2022);
d1 = 2023;
}
int main()
{
Test();
return 0;
}
说明：
如果有explicit，第30行会编译失败，explicit修饰构造函数后，禁止了单参构造函数的类型转换（这里的类型转换是2023转换成了Date类型）
实际编译器背后会用2023构造一个无名对象，最后用无名对象给d1对象进行赋值
如果使用多参数的构造函数，也是同样的原理。
3.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。静态成员变量一定要在类外进行初始化
3.1static特性：
-
静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的对象，存放在静态区，静态成员的字节大小不算在sizeof内
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #includeusing namespace std; class Test { private: static int _n; int a; }; int main() { cout << sizeof(Test) << endl; return 0; } 
静态成员在sizeof中是否被计算？
只有在类和结构体位置才会被忽略，其他方面正常计算
-
静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字，类中只是声明
class Test { public: private: static int _n; //静态成员的声明 int a; }; int Test::_n = 10; -
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
-
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
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #includeclass Test { public: static void Fun() { std::cout << _a << std::endl; //不能访问非静态成员 std::cout << _b << std::endl; } private: int _a; static int _b; }; -
静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制
❓【问题】
-
静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？
-
非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？
说明：
1.没有this指针调用不了2.OK
4.匿名对象：
实验代码：
class Sum
{
public:
Sum()
{
_sum += _i;
++_i;
}
static int GetSum()
{
return _sum;
}
private:
static int _i;
static int _sum;
};
int Sum::_i = 1;
int Sum::_sum = 0;
class Solution {
public:
int Sum_Solution(int n) {
//Sum a[n];
Sum* ptr = new Sum[n];
return Sum::GetSum();
}
~Solution()
{
cout << "~Solution()" << endl;
}
};
4.1定义对象的陷阱：
Solution s1();不可以这样定义对象，分不清楚这个是函数声明还是对象
Solution();
Sum();
可以这样定义对象，这是匿名对象，生命周期只有这一行
4.2匿名对象的意义：
cout << Solution().Sum_Solution(10) << endl;
这里就可以不用创建一个对象，也不用再为对象想名字
还可以这样使用，减少创建一个对象
A func(int n)
{
int ret = Solution().Sum_Solution(n);
return A(ret);
}
5.友元：
友元分为两种：友元函数和友元类
5.1友元函数：
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】
- 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
- 友元函数不能用const修饰
- 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
- 一个函数可以是多个类的友元函数
- 友元函数的调用与普通函数的调用原理相同
5.2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。
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; }; 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; } private: int _year; int _month; int _day; Time _t; }; -
友元关系不能传递，如果C是B的友元， B是A的友元，则不能说明C时A的友元。
-
友元关系不能继承，在继承位置再给大家详细介绍。
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。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访问内部类的成员。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，参见友元类的定义，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。
6.1内部类的特性：
- 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。
- 注意内部类可以直接访问外部类中的static成员，不需要外部类的对象/类名。
- sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系。
class A
{
private:
static int k;
int h;
public:
//内部类
class B
{
private:
int b;
};
};
int main()
{
A aa;
cout << sizeof(aa) << endl;
return 0;
}
❓这个sizeof是多大呢？
B跟A是独立的，只是受A的类域限制
独立是指在空间上的独立
6.2内部类的调用：
可以直接这样调用吗？
B bb;不可以
编译器默认会不会去类里面找？会不会去命名空间里面找？
都不会！！！
因此要这样调用： A::B bb;（这是共有情况下，私有的情况呢 ？）
6.3内部类的意义：
B天生就是A的友元，因此在B中可以直接访问A的私有成员
class B
{
public:
void foo(const A& a)
{
cout << k << endl;
cout << a.h << endl;
}
private:
int b;
};
7.编译器的优化：
7.1优化的特点：
class A
{
public:
A(int a = 0)
:_a(a)
{
cout << "A(int a)" << endl;
}
A(const A& aa)
:_a(aa._a)
{
cout << "A(const A& aa)" << endl;
}
A& operator=(const A& aa)
{
cout << "A& operator=(const A& aa)" << endl;
if (this != &aa)
{
_a = aa._a;
}
return *this;
}
~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
private:
int _a;
};
- 直接构造：构造+拷贝构造——>优化为直接构造
这个优化(直接构造)不能跨表达式
int main()
{
A aa1 = 1;//比较新的编译器都有，类名转换
//构造+拷贝构造->优化为直接构造
func1(aa1);
//构造+拷贝构造->优化为直接构造
func1(2);
//构造+拷贝构造->优化为直接构造
func1(A(3));
return 0;
}
引用传参的情况呢？
func2(aa1); func2(2); func2(A(3));都不会优化
有返回值的，会不会优化？
A func3() { A aa; return aa; } int main() { func3(); return 0; }不会优化。
A aa1 = func3();
- 拷贝构造+拷贝构造——优化为一个拷贝构造
func4();构造+拷贝构造——优化为构造
A aa2 = func4();构造+拷贝构造+拷贝构造优化为构造
【特点】
-
优化不可以跨语句
-
构造+拷贝构造==直接构造（构造）
-
拷贝构造+拷贝构造==拷贝构造
-
构造+拷贝构造+拷贝构造==构造
【总结】
8.再次理解类和对象：
现实生活中的实体计算机并不认识，计算机只认识二进制格式的数据。如果想要让计算机认识现
实生活中的实体，用户必须通过某种面向对象的语言，对实体进行描述，然后通过编写程序，创
建对象后计算机才可以认识。比如想要让计算机认识洗衣机，就需要：
- 用户先要对现实中洗衣机实体进行抽象—即在人为思想层面对洗衣机进行认识，洗衣机有什
么属性，有那些功能，即对洗衣机进行抽象认知的一个过程 - 经过1之后，在人的头脑中已经对洗衣机有了一个清醒的认识，只不过此时计算机还不清
楚，想要让计算机识别人想象中的洗衣机，就需要人通过某种面相对象的语言(比如：C++、
Java、Python等)将洗衣机用类来进行描述，并输入到计算机中 - 经过2之后，在计算机中就有了一个洗衣机类，但是洗衣机类只是站在计算机的角度对洗衣
机对象进行描述的，通过洗衣机类，可以实例化出一个个具体的洗衣机对象，此时计算机才
能洗衣机是什么东西。 - 用户就可以借助计算机中洗衣机对象，来模拟现实中的洗衣机实体了。
在类和对象阶段，大家一定要体会到，类是对某一类实体(对象)来进行描述的，描述该对象具有那
些属性，那些方法，描述完成后就形成了一种新的自定义类型，才用该自定义类型就可以实例化
具体的对象
大家要加油哦！！！！
明天的你会感谢今天的你的啊！！！
