【C++】类和对象—— ＜＜ 和＞＞重载、初始化列表、explicit关键字、static关键字、友元
目录
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- << 和>>重载
- 初始化列表
- explicit关键字
- static 关键字
- 友元
- 内部类
<< 和>>重载
class Date
{
//友元声明
friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
//不能写成成员函数，因为顺序会不匹配
//cout是ostream类型的对象
//cin是istream类型的对象
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(2023, 2, 3);
Date d2;
cout << d1<<d2;
cin >> d1;
return 0;
}
初始化列表
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;
};
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、初始化列表是每个成员定义的地方
3、引用成员变量、const成员变量、自定义成员变量 必须放在初始化列表中初始化。
4、每个变量都要走初始化列表，自定义类型调用默认构造
class A
{
public:
A(int a):_a(a)
{}
private:
int _a;
};
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day,int& i)
: _year(year)
, _month(month)
,_x(1)
,_ref(i)
,_a(1)
{
_day = day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
//必须定义时初始化
const int _x;
int& _ref;
A _a;
};
5、（ 初始化列表赋值的顺序和声明的顺序有关）成员变量在类中声明的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。
6、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
总结：能用初始化列表就用初始化列表，有些场景还是需要初始化列表和函数体混着用
explicit关键字
用explicit修饰构造函数，将会禁止构造函数的隐式转换。
class A
{
public:
A(int i)
:_a(i)
{
cout << "A(int i)" << endl;
}
A(const A& aa)
:_a(aa._a)
{
cout << "A(const A& aa)" << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
A aa1(1);
//单参数构造函数的隐式类型转换
//用2调用A构造函数生成一个临时对象，再用这个对象去拷贝构造aa2
//编译器会再优化，优化用2直接构造
A aa2 = 2;
const A& ref = 2;//对
//A& ref = 2;//不对，会生成临时变量，临时变量具有常性，涉及权限的放大
return 0;
}
如果不想要发生隐式类型转换：则在初始化列表前加explicit
C++中存在匿名对象和有名对象
有名对象（特点）：生命周期在当前局部域
匿名对象（特点）：生命周期只在这一行
int main()
{
//有名对象
A aa2(2);
//匿名对象
A(7);
}
使用场景：有些对象就用一次
例：使用匿名对象去调用类中的成员函数
static 关键字
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
例题：实现一个类，计算程序中创建多少个类对象？
定义m是正在使用的还有多少个对象=累计-析构
定义n是累计创建多少个对象
class A
{
public:
A()
{
m++;
n++;
}
A(const A& t)
{
m++;
n++;
}
~A()
{
m--;
}
static int GetM()
{
return m;
}
static int GetN()
{
return n;
}
static void Print()
{
//静态成员变量和静态成员函数搭配使用
//x++;静态成员函数不能访问非静态变量，因为没有this指针
cout << n << " " << m << endl;
}
private:
//声明
static int n ;
static int m ;
//属于所有对象不是仅仅属于某一个对象
};
//定义
int A::n = 0;
int A::m = 0;
A& Func(A& aa)
{
return aa;
}
int main()
{
A aa1;
A aa2;
A();
A::Print();
Func(aa2);
aa1.Print();
return 0;
}
注意：
1、在类内声明静态变量时，不能给定缺省值，缺省值是在初始化列表中用的，而static修饰的变量是全局的，m和n都存放在静态区，不存放在类对象中
2、静态的成员变量要在类外给定义，给定义时要加类域
3、静态成员变量属于所有类A对象，属于整个类，多次调用构造函数访问到的是同一个m和同一个n
4、如果类中定义了静态成员变量，那么最好也把成员函数定义成静态，静态成员变量和静态成员函数搭配使用
5、静态成员函数不能访问非静态变量，因为没有this指针
6、静态成员函数可以用类名去访问，如果不将成员函数写成静态，也可以，只不过要用对象去访问，但是有些场景下没有对象
例题：使用static实现1+2+3+…+n
class Sum
{
public:
Sum()
{
_ret += _i;
_i++;
}
static int GetRet()
{
return _ret;
}
private:
static int _i;
static int _ret;
};
int Sum::_i = 1;
int Sum::_ret = 0;
class Solution
{
public:
int Sum_Solution(int n)
{
Sum a[n];//初始化n次,变长数组
return Sum::GetRet();
}
private:
};
总结：
1、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
2、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
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、静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制
友元
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
class Date
{
friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);
friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
: _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;
}
istream& operator>>(istream& _cin, Date& d)
{
_cin >> d._year;
_cin >> d._month;
_cin >> d._day;
return _cin;
}
int main()
{
Date d;
cin >> d;
cout << d << endl;
return 0;
}
友元函数特点：
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原理相同
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
class Time
{
friend class Date;
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;
};
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C是B的友元， B是A的友元，则不能说明C时A的友元。
3、友元关系不能继承
内部类
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。
class A
{
public:
class B
{
private:
int _b;
};
void func()
{
B bb;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
A a;
A::B bb;//要指定类域
return 0;
}
B类受A类域和访问限定符的限制，其实他们是两个独立的类
内部类就是外部类的友元类，内部类可以直接访问外部类的私有
内部类可以直接访问外部类，外部类不可以直接访问内部类
class Solution
{
class Sum
{
public:
Sum()
{
_ret += _i;
_i++;
}
};
public:
int Sum_Solution(int n)
{
Sum a[n];
return _ret;
}
private:
static int _i;
static int _ret;
};
int Solution::_i = 1;
int Solution::_ret = 0;