C++：初始化列表，static成员，友元，内部类

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前言

本篇博客作为C++：初始化列表，static成员，友元，内部类的知识总结。

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一、初始化列表

初始化列表：以冒号开始，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。

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• 初始化列表是每个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，也就是每个对象的成员变量只能定义一次

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• 引用成员变量，const成员变量，自定义类型成员(没有默认构造函数的)必须在初始化列表位置进行初始化

class B
{
public:
	B(int b)
		:_b(b)
	{}

private:
	int _b;
};

class A
{
public:
	A(int a, int& i)
		:_a(a) // const成员变量
		,_reti(i)// 引用类型成员变量
		,_b(1)//  自定义类型成员
	{}

private:
	const int _a;
	int& _reti;

	B _b;
};

对于const成员变量，引用成员变量必须在定义时初始化赋值，自定义类型成员在定义时会调用对应的默认构造函数，如果没有默认构造函数就需要在定义时显示调用对应的构造函数，而初始化列表就是对象的成员变量定义的地方。

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• 构造函数赋初值和初始化列表初始化混用

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• 尽量使用初始化列表，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，一定会优先使用初始化列表进行初始化

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• 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

下面程序的结果是？

class A
{
public:
	A(int a)
		:_a1(a)
		,_a2(_a1)
	{}

	void Print()
	{
		cout << "_a1 = " << _a1 << endl;
		cout << "_a2 = " << _a2 << endl;
	}

private:
	int _a2;
	int _a1;
};

int main()
{
	A a(1);
	a.Print();

	return 0;
}

这就是因为，成员变量初始化的顺序与成员声明的顺序有关，我们先声明了成员变量a2，在声明成员变量a1。那么在初始化成员列表中我们先执行_a2(_a1)，此时_a1是随机值，所以打印结果中_a1是1，_a2是随机值。

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注意：C++11支持给成员变量声明缺省值，这个缺省值是给初始化列表使用。

二、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，称为静态成员变量；用static修饰的成员函数，称为静态成员函数，静态成员变量一定要在类外进行初始化。

问题：实现一个类，计算程序中正在使用的类对象个数

class A
{
public:
	A()
	{
		_count++;
	}

	A(const A& a)
	{
		_count++;
	}

	~A()
	{
		_count--;
	}

	int get_count()
	{
		return _count;
	}
private:
	static int _count;
};

int A::_count = 0;

这里我们就需要使用static成员变量，在每次调用构造函数和拷贝构造函数时_count++，每次调用析构函数时_count–。

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• 静态成员为所有类对象共享，不属于某个具体的对象，存放在静态区

下面类A的大小是多少？

class A
{
private:
	static int i;
};

int main()
{
	cout << sizeof(A) << endl;

	return 0;
}

A类的大小为1，也就是空类。

• 静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键词，类中只是声明
• 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

• 静态成员也是类成员，受public，protected，private访问限定符的限制

如果想访问静态成员 i，可以实现Geti()等函数来访问

三、友元

友元分为友元函数和友元类

友元函数
例如我们要对日期类重载<<操作符时，会发现无法将operator<<重载为成员函数，因为隐含的this指针占据了operator<<函数的第一个参数位置。这样重载的<<操作符就无法正常使用。

当然我们可以 d << cout这样使用，但是不是有点怪？
这是我们就需要将operator<<重载成全局函数，但成为全局函数时就无法访问对象的成员变量，此时就需要友元类解决(使用GetYear / GetMonth / GetDay函数也可以解决)。

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，但属于在类的内部声明，声明时需要加friend关键字

class Date
{
	friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);

public:
	Date(int year = 0, int month = 0, int day = 0)
		:_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;
}
int main()
{
	Date d(2023, 9, 16);
	cout << d;

	return 0;
}

• 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
• 友元函数的调用原理与普通函数的调用原理相同

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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，不具备交换性
  如下：B是A的友元类，B类可以访问A类的成员变量，A类不能访问B类的成员变量
  
  

• 友元关系不能传递

• 友元关系不能继承

四、内部类

内部类：如果一个类定义在另一个类的内部，这个类就叫左内部类。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。

如图：B是A的内部类

注意：内部类是外部类的友元类。内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类中的所以成员，但外部类不是内部类的友元

• 内部类可以定义在外部类的public，protected，private中
• 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. 和 类名::

class A
{
public:
	class B
	{
	public:
		void func(const A& a)
		{
			cout << i << endl;
			cout << a._a << endl;
		}
	};

	A()
	:_a(0)
	{}
private:
	static int i;
	int _a;
};

int A::i = 0;

int main()
{
	A::B b;
	b.func(A());
	return 0;
}

• sizeof(外部类) = 外部类，和内部类没有任何关系

class A
{
public:
	class B
	{
	private:
		int _b;
	};

	A()
	:_a(0)
	{}
private:
	static int i;
	int _a;
};

上述类的大小是？

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总结

以上就是我对于初始化列表，static成员，友元，内部类，匿名对象的知识总结。感谢支持！！！