【C++】类和对象（下）
目录
一、再谈构造函数
1.构造函数体赋值
2. 初始化列表
3.explicit关键字
二、static成员
1.概念
2.特性
三、友元
1.友元函数
2.友元类
四、内部类
一、再谈构造函数
1.构造函数体赋值
在构造对象时，我们通过构造函数来初始化类中的成员变量。下面是一段构造函数：
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};虽然上述构造函数完成了对成员变量的赋值。在构造函数的函数体中进行赋值其实并不能被称为初始化，因为在函数体中可以进行多次赋值，如下代码：
Date(int year, int month, int day)
{
_year = 2000;
_year = year;
_month = month;
_day = day;
_month = 12;
}2. 初始化列表
为了解决上述问题，C++的构造函数中引入了初始化列表。构造函数通过初始化列表来实现成员变量真正的初始化。在初始化列表中每个成员变量只能出现一次。
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 。
这是一段初始化列表的代码：
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：
- 初始化列表可以认为就是对象成员变量定义的地方
- 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 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) 必须放在初始化列表位置进行初始化
-
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。
-
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
- 解释注意点3：
首先看如下的图片：
虽然在构造函数体中进行了赋值，但是编译器依然报错。正确的格式应该是使用初始化列表，如下代码：
class Date
{
public:
//初始化列表可以认为就是对象成员变量定义的地方
Date(int year, int n, int ref)
:_n(n)
,_ref(ref)
{
_year = year;
}
private:
//定义时不强求初始化，后面可再赋值修改
int _year; //声明
//只能在定义时初始化
const int _n;
int& _ref;
};自定义类型同理，如下代码是没有默认构造函数的类：
class A
{
public:
//A的构造函数需要传参所以不是默认构造函数
A(int a)
{
_a = a;
}
private:
int _a;
};
class Date
{
public:
//初始化列表可以认为就是对象成员变量定义的地方
Date(int year, int n, int aa)
:_n(n)
//没有默认构造函数，所以要在初始化列表中初始化
,_aa(aa)
{
_year = year;
}
private:
int _year;
const int _n;
A _aa;
};如果给上文代码A的构造函数加上缺省值，就不用初始化A类的成员变量
- 解释注意点5：
我们看下面这道题目：
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、1 随机值
答案：D
由于初始化的顺序由声明顺序决定，所以首先在初始化列表中初始化的是成员变量是_a2，_a2用_a1来完成初始化，这是的_a1还是随机值，所以_a2会是随机值，之后再用a来初始化_a1值为1，最终得到答案为。
3.explicit关键字
class Date
{
public:
Date(int year)
:_year(year)
{}
private:
int _year;
};
int main()
{
Date d1(2022); //构造
//隐式类型转换
Date d2 = 2022; //构造 + 拷贝构造 ——> 优化成构造
}
//Date d3(d1); //拷贝构造
//Date d4 = d1;//拷贝构造对于Date d2 = 2022就发生了类型转换。这里编译器会先用2022来构造一个Date类型的临时对象，再用这个临时变量来拷贝构造d2这个变量。但是编译器把d2构造的过程进行优化，构造+拷贝构造会被优化为直接用2022来构造d2。
如果想要让编译器不发生隐式类型转换，可以在函数前加上explicit关键字，这时编译器就不允许在构造时发生隐式类型转换。（会发生如下报错）
二、static成员
1.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。静态成员变量一定要在类外进行初始化
2.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
class Date
{
private:
int year;
int month;
int day;
static int tmp;
};
int main()
{
cout << sizeof(Date) << endl; //12
}这里运行的代码结果为12。这里Date类的大小是根据机构体大小的规则来计算的，可见static变量并没有被计算在其中。而是被和全局变量一起放在了静态区。
-
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 Date
{
private:
//声明
static int A;
static int B;
};
//定义
int Date::A = 10;
int Date::B = 20;- 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
class A
{
public:
static void func()
{
cout << K << endl; //静态成员函数可以访问静态变量
cout << A << endl; //err,此函数没有this指针无法访问
}
private:
//声明
static int K;
int A;
};
//定义
int A::K = 10;- 访问静态成员变量的方式
当静态成员为公有时，可有如下三种方式：
- 通过对象.静态成员来访问
- 通过类名::静态成员来行访问
- 通过匿名对象突破类域进行访问
class A
{
public:
//声明
static int K;
};
//定义
int A::K = 10;
int main()
{
A a;
cout << a.K << endl; //通过对象.静态成员来访问
cout << A::K << endl; //通过类名.静态成员来访问
cout << A().K << endl; //通过匿名对象.静态成员来访问
return 0;
}- 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。
三、友元
1.友元函数
友元函数一般被用来解决运算符重载的问题。
假如要重载cin的>>和cout的<<，我们首先想到的是在类内进行函数重载。我们用cout来举例: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。(如下代码)
class Date
{
public:
Date(int year = 2000, int month = 1, int day = 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
ostream& operator<<(ostream& out)
{
out << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2002, 3, 4);
d1 << cout;//由于成员函数第一个形参是隐藏的this指针，所以如上写法d1要放在<<的前面
cout << d1;//err
return 0;
}为了解决这个问题就要用到友元类：
- 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，因为友元没有this指针
- 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和原理相同
通过友元类，函数可以定义类外，但是同时可以访问类中的private变量，在通过如下代码来实现：
class Date
{
//友元函数的声明
friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:
Date(int year = 2000, int month = 1, int day = 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
//友元函数的实现
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
out << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl;
return out;
}
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
in >> d._year >> d._month >> d._day;
return in;
}
int main()
{
Date d1(2002, 3, 4);
cin >> d1; //d1在操作符左边
cout << d1;
return 0;
}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。
四、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，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。
特性：
class A
{
private:
static int k;
int h;
public:
class B // B天生就是A的友元
{
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;
}