c++(类和对象下)

本节目标

1. 再谈构造函数
2. Static成员
3. 友元
4. 内部类
5.匿名对象
6.拷贝对象时的一些编译器优化
7. 再次理解封装
 


目录

1、再谈构造函数

1.1构造函数体赋值

1.2初始化列表

2 static 成员

2.1概念 

2.2特性

3.友元

3.1友元函数 

3.2友元类 

4.内部类

5匿名对象

6.拷贝对象时的编译器优化



1、再谈构造函数

1.1构造函数体赋值

 我们知道 我们在创建对象的时候,编译器会调用构造函数,给成员变量一个合适的初值,代码如下图所示 :

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

这个被赋予初值是可以改变的 所以这并不叫初始化,因为初始化只能初始化一次,但是构造函数体内赋值可多次赋值。

我们都知道类实例化对象的时候,对象就会完成初始化,这个对象完成初始化话,内部成员通过什么完成呢?

 c++(类和对象下)_第1张图片

 尤其是对于 引用成员变量,const成员变量,我们知道这些变量在定义的时候就要被初始化。这些构造函数体内赋值是完成不了的,为了解决这个问题,祖师爷新增了初始化列表。

1.2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。代码如下:

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

 需要注意:

1、每个成员变量在初始化列表中最多只能出现一次(初始化只能初始化一次),对于自定义类型,内置类型可以不出现,自定义类型会去调用它的默认构造,内置类型可以通过打补丁的给缺省值。不出现并不代表没有初始化。只是没在初始化列表中出现。

2、类中包含一下成员,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
  • 自定义成员变量(且该类没有默认构造函数时候)

如下图所示,当没有默认构造的情况,需要再初始化列表中初始化

c++(类和对象下)_第2张图片

补充:

关于野引用,为什么形参部分用引用接收,图解如

c++(类和对象下)_第3张图片

如果我们使用引用接收,就不会存在野引用的情况,代码如下:

class A
{
public:
	/*A(int a = 0)
		:_a(a)
	{
		cout << "A(int a = 0)" << endl;
	}*/
	A(int a)
		:_a(a)
	{
		cout << "A(int a = 0)" << endl;
	}
private:
	int _a;
};

class B
{
public:
	// 初始化列表:对象的成员定义的位置
	B(int a, int& ref)
		:_ref(ref)
		, _n(1)
		, _x(2)
		, _aobj(a= 0)
	{
		//_n = 0;
		//_ref = ref;
	}

private:
	// 声明
	A _aobj;	  // 没有默认构造函数

	// 特征:必须在定义的时候初始化
	int& _ref;	  // 引用
	const int _n; // const

	int _x = 1;  // 这里1是缺省值,缺省值是给初始化列表的
};

 虽然构造体内赋值和初始化列表都是构造函数的体现,但是尽量使用初始化列表初始化,因为不管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。如下代码:

class Time
{
public:
Time(int hour = 0)
:_hour(hour)
{
cout << "Time()" << endl;
}
private:
int _hour;
};
class Date
{
public:
Date(int day)
{}
private:
int _day;
Time _t;
};
int main()
{
Date d(1);
}

2 static 成员

2.1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

class A
{
public:

	static int Getcount()
	{
		return sz;
	}

	A(int a = 1)
		:_a(a)
	{
		cout << "A(int a = 0)" << endl;
	}
private:
	static int sz;//静态成员变量在类内声明
	int _a;
};

int A::sz = 1;//在全局区域定义,无法使用构造函数 因为静态成员变量 没有this指针



int main()
{
	A a1;
	//指定类域和访问限定符就可以
	cout << A::Getcount() << endl;
	return 0;
}

2.2特性

1.静态成员为所有类对象共享,不属于具体的对象,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含的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static protected、private访问限定符的限制

3.友元

友元提供了一种突破封装的方式,似乎是一种bug的存在,在流插入和提取的时候,我们使用了友元,他不受限制,对类成员可以任意访问,方便的同时,也增加了隐患,所以日常中,我们一般不多用友元。

3.1友元函数 

简单回顾,重载流提取的时候,如果在类中定义重载operator<<,因为cout的输出流 和对象的隐含this指针会冲突,this指针默认的是第一个参数,也就是左操作数,与我们实际运用不符,我们就要在类外定义,类外的话我们没法使用this指针,此时就要用友元来解决。

需要注意的是: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,声明时需加friend关键字。

  • 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

3.2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。
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

代码如下:

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)
	{}
	void print()
	{
		cout << "wo" << endl;
	}
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;
		_t.print();
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;

	Time _t;
};

4.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。

c++(类和对象下)_第4张图片

 这就出现了内部类的特性:

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成员,不需要外部类的对象/类名。(内部类天生是外部类的友元
3. sizeof(外部类)=外部类,和内部类没有任何关系

内部类可以很好的解决类似下面的问题,我们通过题目看一下。题目描述如下:

c++(类和对象下)_第5张图片

 

这个题目就体现了内部类的好处,题解如下:

 class Solution  {
    class Sum  // 内部类 是外部类的友元
    {
    public:
        Sum()
        {
            _ret += _i;
             ++_ret;        
        }
    };
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;

5匿名对象

 匿名对象的只能使用一次,他的声明周期就在定义的那一行,用完就会销毁。

class A
{
public:
A(int a = 0)
:_a(a)
{
cout << "A(int a)" << endl;
}
~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
private:
int _a;
};
class Solution {
public:
int Sum_Solution(int n) {
//...
return n;
}
};
int main()
{
A aa1;
// 不能这么定义对象,因为编译器无法识别下面是一个函数声明,还是对象定义
//A aa1();
// 但是我们可以这么定义匿名对象,匿名对象的特点不用取名字,
// 但是他的生命周期只有这一行,我们可以看到下一行他就会自动调用析构函数
A();
A aa2(2);
// 匿名对象在这样场景下就很好用,当然还有一些其他使用场景,这个我们以后遇到了再说
Solution().Sum_Solution(10);
return 0;
}

6.拷贝对象时的编译器优化

 在传参和传返回值的过程中,一般编译器会做一些优化,减少对象的拷贝,这个在一些场景下还
是非常有用的。

c++(类和对象下)_第6张图片

 再看一下 别的场景,更深刻的了解编译器的优化。

c++(类和对象下)_第7张图片 

 

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