＜C++初阶＞类与对象(下)
目录
1.构造函数
1.1构造函数体赋值
1.2初始化列表
1.3explicit关键字
2.static成员
2.1概念
2.2特性
3.C++的成员初始化新玩法
4.友元
4.1友元函数
4.2友元类
5.内部类
5.1概念及特性
6.封装
1.构造函数
1.1构造函数体赋值
在创建对象时，编译器通过调用构造函数，给对象中各个成员变量一个合适的初始值。
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};虽然上述构造函数调用之后，对象中已经有了一个初始值，但是不能将其作为对象成员的初始化，构造函数体中的语句只能将其作为赋初值，而不能称作初始化。因为初始化只能初始化一次，而构造函数内可以多次赋值。
1.2初始化列表
初始化列表：以一个冒号开始，接着是一个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.类中包含以下成员，必须在初始化列表位置进行初始化：
- 引用成员变量
- const成员变量
- 自定义类型成员变量(该类没有默认构造函数)
class A
{
public:
A(int a)
:_a(a)
{}
private:
int _a;
};
class B
{
public:
B(int a, int ref)
:_aobj(a)
,_ref(ref)
,_n(10)
{}
private:
A _aobj; //没有默认构造函数
int& _ref; //引用
const int _n; //const
};3.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，对于自定义成员变量，一定会先使用初始化列表初始化。
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);
}4.成员变量在类中声明次序就是其在初始化列表顺序，与其在初始化列表的先后次序无关。
class A
{
public:
A(int a)
:_a1(a)
,_a2(_a1)
{}
void Print(){
cout << _a1 << "" << _a2 << endl;
}
private:
int _a1;
int _a2;
};
int main()
{
A aa(1);
aa.Print();
}
A.输出1 1
B.程序崩溃
C.编译不通过
D.输出1 随机值 //正确1.3explicit关键字
构造函数不仅可以构造初始化对象，对于单个参数的构造函数，还具有类型转换的作用。
class Date
{
public:
Date(int year)
:_year(year)
{}
explicit Date(int year)
:_year(year)
{}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void TestDate()
{
Date d1(2008);
//用一个整形变量给日期类型对象赋值
//实际编译器背后会用2019构造一个无名对象，最后用无名对象给d1对象进行赋值
d1 = 2009;
}上述代码的可读性不是很好，用explicit修饰构造函数，将会禁止单参构造函数的隐式转换。
2.static成员
2.1概念
声明为static的类成员成为类的静态成员，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。静态的成员变量一定要在类外进行初始化。
class A
{
public:
A(){++_sount;}
A(const A& t){++_sount;}
static int GetAcount(){return s_count;}
private:
static int _scount;
};
int A::_count = 0;
void TeatA()
{
cout << A::GetACount() << endl;
A a1, a2;
A a3(a1);
cout << A::GetACount() << endl;
}2.2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，是放在静态区的
2.静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字
3.类静态成员即可用类名：：静态成员或对象.静态成员来访问
4.静态的成员函数没有隐藏的this指针，不能访问任何非静态成员
5.静态成员和普通成员一样，也有public、protected、private3种访问级别，也可以具有返回值
3.C++的成员初始化新玩法
C++支持非静态成员变量在声明时初始化赋值，但是要注意这里不是初始化，这里是给声明的成员变量缺省值。
class B
{
public:
B(int b = 0)
:_b(b)
{}
int _b;
};
class A
{
public:
void Print()
{
cout << a << endl;
cout << b._b << endl;
cout << p << endl;
}
private:
//非静态成员变量可以在声明时给缺省值
int a = 10;
B b = 20;
int* p = (int*)malloc(4);
static int n;
};
int A::n = 10;
int main()
{
A a;
a.Print();
return 0;
}4.友元
友元分为：友元函数、友元类
友元提供了一种突破封装的方式，有时提供了便利。友元会增加耦合度，破坏封装，不宜多用。
4.1友元函数
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
//d1 << cout; -> d1.operator << (&d1, cout);
ostream& operator << (ostream& _out)
{
_cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
return cout;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};友元函数可以直接访问类的私有成员，它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& _out, const Date& d);
friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:
Date(int _year, int _month, int _day)
: _year(year);
, _month(month);
, _day(day);
{}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
ostream& operator<<(ostream& _out, 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;
}说明：
- 友元函数可以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和原理相同
4.2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，但不能在Time类中访问Date类中的私有成员变量。
- 友元关系不能传递 如果B是A的友元，C是B的友元，不能说明C是A 的友元。
class Time
{
//声明日期类为时间类的友元类，则在日期类中可以直接访问时间类中的私有成员变量
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 = 2022, int month = 1, int day = 1)
: _year(year);
, _month(month);
, _day(day);
{}
void SetTimeOfDate(int hour, int minute, int second)
{
_t._hour = hour;
_t._minute = minute;
_t.second = second;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
Time _t;
};5.内部类
5.1概念及特性
概念：如果一个类定义在另一个类内部，就叫做内部类。此时这个类是一个独立的类，它不属于外部类，更不能通过外部类的对象去调用内部类。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。外部类不是内部类的友元类。
特性：
- 内部类可以定义在public、protected、private
- 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
- sizeof(外部类) = 外部类，和内部类没有任何关系
class A
{
private:
static k;
int h;
public:
//B天生就是A的友元
class B
{
void f(const A& a)
{
cout << k << endl;
cout << a.h << endl;
}
}
};
int A::k = 1;
int main()
{
A::B b;
b.f(A());
return 0;
}6.封装
C++是基于对象的程序，面对对象有三大特性：封装、继承、多态
C++通过类将一个对象的属性与行为结合在一起，使其更符合人们对于一件事的认知，将属于该对象的所有东西打包在一起；通过访问限定符选择性地将其部分功能放出来与其他对象进行交互，而对于对象内部地一些细节，外部用户不知道，知道了有些情况下也没用，反而增加了使用或者维护的难度，让整个事情复杂化。
面向对象是在模拟世界抽象映射现实世界。