C++类和对象（下）
目录
一.初始化列表
二.explicit关键字
三.匿名对象
四. Static成员
五. 友元
六. 内部类
七.拷贝对象时的一些编译器优化
类和对象的语法的重难点已经学完了，然后还剩一点知识点收尾。
一.初始化列表
初始化列表存在于构造函数和拷贝构造函数中，是所有成员变量定义的地方，无论写或不写，构造函数一定是先走一遍初始化列表，再走函数体。初始化列表以一个冒号开始，用逗号分隔数据成员形成一个列表，每个数据成员后跟一个括号，里面是初始化的值。
class Date
{
public:
Date(int year = 2023, int month = 9, int day = 13)//构造函数
: _year(year)//初始化列表在构造函数体之前，冒号开头，逗号分隔的一个列表
, _month(month)
, _day(day)
{}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};以下类型的成员一定要用初始化列表初始化！
1.引用成员变量
2.const成员变量
3.没有默认构造函数的自定义类型成员
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)//构造函数
: _year(year)//初始化列表在构造函数体之前，冒号开头，逗号分隔的一个列表
, _month(month)
, _day(day)
{}
private:
int _year = 2023;//C++11新特性，可以在成员变量声明处给缺省值，这个缺省值给的就是初始化列表
int _month = 9;
int _day = 13;
};初始化列表的各个成员初始化的执行顺序取决于声明顺序和成员在初始化列表中的顺序无关。下面这段代码能说明这个特性：
#include
using namespace std;
class A
{
public:
A(int a)//这里是先执行初始化列表的第二句，因为_a2在类中先声明
:_a1(a)//后执行
, _a2(_a1)//先执行，因为_a1此时还没被初始化，所以_a2是随机值
{}
void Print() {
cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
}
private:
int _a2;//初始化列表的执行顺序取决于这里的声明顺序
int _a1;
};
int main() {
A aa(1);
aa.Print();
} 输出结果为：
构造函数的函数体内容其实是赋值而不是初始化，初始化的工作是交给初始化列表完成的，有些成员不能只使用初始化列表初始化，比如栈的初始化（开空间不能检查失败，不能将开辟的空间初始化）
注意：拷贝构造函数也有初始化列表！
二.explicit关键字
构造函数除了构造和初始化对象，对于单个参数或除第一个参数无默认值其余均有默认值的构造函数，还具有类型转换的作用，explicit关键字可以禁止类型转换。下面是一些涉及类型转换的代码：
#include
using namespace std;
class A
{
public:
A(int a = 1)
:_a1(a)
{}
A& operator=(const A& a)
{
if (this != &a)
{
_a1 = a._a1;
}
return *this;
}
private:
int _a1;
};
int main() {
A aa1;
//单参数构造函数的隐式类型转换
//下面这句话会用1构造函数生成一个临时对象，然后再用这个对象去拷贝构造aa2
//编译器还会再优化，优化用2去直接构造
A aa2 = 1;
//下面这句话是用2构造函数生成了一个临时对象，然后再用这个对象赋值给aa1
aa1 = 2;
//下面这句话证明了临时对象的存在，临时对象具有常性，对其引用必须加const
const A& a = 1;
} 如果加上explicit就无法进行类型转换了。
#include
using namespace std;
class A
{
public:
explicit A(int a = 1)
:_a1(a)
{}
A& operator=(const A& a)
{
if (this != &a)
{
_a1 = a._a1;
}
return *this;
}
private:
int _a1;
};
int main() {
A aa1;
//下面三句都会报错，因为加上了explicit无法进行类型转换了
A aa2 = 1;
aa1 = 2;
const A& a = 1;
} 上面是单参数，还有多参数。
#include
using namespace std;
class A
{
public:
A(int a1,int a2 = 1)
:_a1(a1)
,_a2(a2)
{}
A& operator=(const A& a)
{
if (this != &a)
{
_a1 = a._a1;
}
return *this;
}
private:
int _a1;
int _a2;
};
int main() {
A aa1(1);
//多参数除了第一个参数其他都有缺省值可以像单参数一样使用
A aa2 = 1;
aa1 = 2;
const A& a = 1;
//也可以用括号和花括号,这两个括号在下面的句子中是等价的
A aa3(1, 1);
A aa4 = { 1,1 };
const A& aa = { 1,1 };
} 三.匿名对象
匿名对象就是没有名字的对象，生命周期比有名对象短，在某些时候是比较方便的。注意：匿名对象具有常性，const引用会延长匿名对象生命周期！
#include
using namespace std;
class A
{
public:
A(int a1 = 1, int a2 = 1)
:_a1(a1)
, _a2(a2)
{}
private:
int _a1;
int _a2;
};
int main() {
A aa1;//有名对象，生命周期在函数周期内
A(1);//匿名对象，生命周期在这一行
} 四. Static成员
static的类成员和函数都称为静态成员，静态成员变量要在类外面定义初始化，静态成员变量是属于整个类的，不是属于某个对象的，即使不实例化对象也可以使用。
#include
using namespace std;
class A
{
public:
A(int a1 = 1, int a2 = 1)
{}
static int _a1;
static int _a2;
};
//需在类外面定义
int A::_a1 = 1;
int A::_a2 = 2;
int main() {
A aa1;
//如果静态成员是公有就可以直接访问
cout << A::_a1 << " " << aa1._a2 << endl;//可以用类名或者类对象访问
A* aa2 = nullptr;
cout << aa2->_a1 << " " << aa2->_a2 << endl;//空指针也可以，因为这里并没有对空指针解引用，相当于通过判断类的类型去找静态变量
} 还有另一种方式定义静态成员，前面给const，后面给个缺省值。
#include
using namespace std;
class A
{
public:
A(int a1 = 1, int a2 = 1)
{}
const static int _a1 = 1;//前面加const，后面给个缺省值也相当于定义
const static int _a2 = 2;
};
int main() {
A aa1;
//如果静态成员是公有就可以直接访问
cout << A::_a1 << " " << aa1._a2 << endl;//可以用类名或者类对象访问
A* aa2 = nullptr;
cout << aa2->_a1 << " " << aa2->_a2 << endl;//空指针也可以，因为这里并没有对空指针解引用，相当于通过判断类的类型去找静态变量
} 如果静态成员变量是私有，那么上述方法都不可用，只能用静态成员函数了，静态函数调用方法和静态成员变量相同。
#include
using namespace std;
class A
{
public:
A(int a1 = 1, int a2 = 1)
{}
static int Get_a1()//静态成员变量可以直接访问静态成员变量，并且没有this指针。可以返回引用
{
return _a1;
}
private:
static int _a1;
static int _a2;
};
//需在类外面定义
int A::_a1 = 1;
int A::_a2 = 2;
int main() {
cout << A::Get_a1() << endl;
} 静态成员函数的特性：
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 访问限定符的限制问题：1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？（×，没有this指针）2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？（√）
五. 友元
对于类的私有成员，在类外的非类的成员函数是无法访问的，这时可以用友元函数或者友元类。
#include
using namespace std;
class A
{
friend void print(const A& a);//友元函数就是在函数声明前加friend关键字
private:
int _a1 = 1;
int _a2 = 2;
};
void print(const A& a)
{
cout << a._a1 << " " << a._a2 << endl;
}
int main() {
A aa1;
print(aa1);
return 0;
} 友元函数特性：
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（友元函数是不属于类的函数，不能加后置const）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，一个类是另一个类的友元。
#include
using namespace std;
class A
{
friend class B;//B是A的友元类，可以访问A的所有成员
private:
int _a1 = 1;
int _a2 = 2;
};
class B
{
public:
void Print()
{
cout << a1._a1 << " " << a1._a2 << endl;//这里可以直接访问a1的私有成员
}
private:
int _b1 = 1;
A a1;
};
int main() {
B bb1;
bb1.Print();
return 0;
} 友元类的特性：
1.友元关系是单向的，不具有交换性。 （比如上述A 类和 B 类，在 A 类中声明 B 类为其友元类，那么可以在 B类中直接访问 A 类的私有成员变量，但想在 A 类中访问 B 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，在继承位置再给大家详细介绍。
六. 内部类
一个类定义在另一类的内部，那么这个类就叫内部类。
class A
{
class B//B是内部类
{
int _b1;
};
int _a1;
};内部类的特性：
1.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。2.内部类可以定义在外部类的 public 、 protected 、 private 都是可以的。3.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。4.sizeof( 外部类 )= 外部类，和内部类没有任何关系。（上面代码中A大小4字节，如果A中有定义B，也就是 B _b1; 那么A的大小就要加上B的大小然后内存对齐，就是8字节）
七.拷贝对象时的一些编译器优化
编译器优化有一部分在第二章explicit关键字中有提过一点，这里进行补充完善。
#include
using namespace std;
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;
};
void f1(A aa)
{}
A f2()
{
A aa;
return aa;
}
int main()
{
// 传值传参
A aa1;
f1(aa1);
cout << endl;
// 传值返回
f2();
cout << endl;
// 隐式类型，连续构造+拷贝构造->优化为直接构造
f1(1);
// 一个表达式中，连续构造+拷贝构造->优化为一个构造
f1(A(2));
cout << endl;
// 一个表达式中，连续构造+拷贝构造+拷贝构造->优化一个构造+拷贝构造->优化为一个构造
A aa2 = f2();//执行f2()函数里的A aa，监视窗口看出执行完后aa完全没初始化，调用构造函数的this指针是aa2，也就是说编译器优化的只有一个构造就是在执行A aa那句话时直接构造了aa2
cout << endl;
// 一个表达式中，连续拷贝构造+赋值重载->无法优化（内部过程是连续构造+拷贝构造一个临时对象，然后赋值，然后析构临时对象，实际上连续构造+拷贝构造优化成了直接构造临时对象）
aa1 = f2();
cout << endl;
return 0;
}