C++:类和对象(下)

再谈构造函数

构造函数体赋值
C++:类和对象(下)_第1张图片

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。

C++:类和对象(下)_第2张图片

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,对于自定义类型成员变量,
一定会先使用初始化列表初始化。
4. 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

C++:类和对象(下)_第3张图片

class A
{
public:
	A(int a=3)
		:_a(a)
	{}
private:
	int _a;
};
class B
{
public:
	B(int a, int ref)
		:_aobj(a)
		, _ref(ref)
		, _n(10)
	{}
private:
	A _aobj=1; // 没有默认构造函数
	int& _ref; // 引用
	const int _n=1; // const
};
int main()
{
 B b(6,6); 
 return 0;
}
最终按照初始化列表进行初始化
class A
{
public:
A(int a)
:_a1(a)
,_a2(_a1)
{}
void Print() {
cout<<_a1<<" "<<_a2<

答案:D   按照类中声明次序初始化初始化列表

explicit关键字

构造函数不仅可以构造与初始化对象,对于单/多个参数或者半/全缺省参数的构造函数,都具有类型转换的作用。用explicit修饰构造函数,将会禁止构造函数的隐式转换。

class A
{
public:
	//explicit A(int a1=1, int a2=2)
	 A(int a1=1, int a2=2)
		:_a1(a1)
		, _a2(a2)
	{}
	
private:
	int _a1;
	int _a2;
};

int main()
{
	// C++11
	A aa1 = { 6 };// 类型转换
	const A& aa2 = { 6,6};//类型转换

	return 0;
}

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

C++:类和对象(下)_第4张图片

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

	A(const A& aa)
	{
		++n;
	}

	// static成员函数没有this指针
	static int GetN()
	{
		return n;
	}

private:
	// 不是属于某一个对象,属于所有对象,属于整个类
	// 声明
	static int n;

	int a = 0;
};

// 定义
int A::n = 0;

A Func()
{
	A aa;
	return aa;
}

int main()
{
	A aa1;
	A aa2;
	Func();
	
	cout << aa1.GetN() << endl;
	cout << A::GetN() << endl;

	return 0;
}

1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗?不能
2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗?可以

友元

友元提供了一种突破封装的方式,有时提供了便利。但是友元会增加耦合度,破坏了封装,所以
友元不宜多用。

友元分为:友元函数和友元类

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。

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

友元函数

问题:现在尝试去重载operator<<,然后发现没办法将operator<<重载成成员函数。因为cout的
输出流对象和隐含的this指针在抢占第一个参数的位置。this指针默认是第一个参数也就是左操作
数了。但是实际使用中cout需要是第一个形参对象,才能正常使用。所以要将operator<<重载成
全局函数。但又会导致类外没办法访问成员,此时就需要友元来解决。operator>>同理。

class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
// d1 << cout; -> d1.operator<<(&d1, cout); 不符合常规调用
// 因为成员函数第一个参数一定是隐藏的this,所以d1必须放在<<的左侧
ostream& operator<<(ostream& _cout)
{
_cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
return _cout;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
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;
}

 友元类

C++:类和对象(下)_第5张图片

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)
{}
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;
};

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6张图片

class A
{
private:
	static int k;
	int h;
public:
	static void func()
	{
	}
	class B // B天生就是A的友元
	{
	public:
		void foo(const A& a)
		{
			cout << k << endl;//OK
			cout << a.h << endl;//OK
			func();
		}
	};
};
int A::k = 1;
int main()
{
	A::B b;
	b.foo(A());
	return 0;
}

匿名对象

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(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;
}

匿名对象生命周期只有定义的一行

拷贝对象时的一些编译器优化

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。
 

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,连续拷贝构造+拷贝构造->优化一个拷贝构造
A aa2 = f2();
cout << endl;
// 一个表达式中,连续拷贝构造+赋值重载->无法优化
aa1 = f2();
cout << endl;
return 0;
}

再次理解类和对象

现实生活中的实体计算机并不认识,计算机只认识二进制格式的数据。如果想要让计算机认识现
实生活中的实体,用户必须通过某种面向对象的语言,对实体进行描述,然后通过编写程序,创
建对象后计算机才可以认识。比如想要让计算机认识洗衣机,就需要:
1. 用户先要对现实中洗衣机实体进行抽象---即在人为思想层面对洗衣机进行认识,洗衣机有什
么属性,有那些功能,即对洗衣机进行抽象认知的一个过程
2. 经过1之后,在人的头脑中已经对洗衣机有了一个清醒的认识,只不过此时计算机还不清
楚,想要让计算机识别人想象中的洗衣机,就需要人通过某种面相对象的语言(比如:C++、
Java、Python等)将洗衣机用类来进行描述,并输入到计算机中
3. 经过2之后,在计算机中就有了一个洗衣机类,但是洗衣机类只是站在计算机的角度对洗衣
机对象进行描述的,通过洗衣机类,可以实例化出一个个具体的洗衣机对象,此时计算机才
能洗衣机是什么东西。
4. 用户就可以借助计算机中洗衣机对象,来模拟现实中的洗衣机实体了。
在类和对象阶段,大家一定要体会到,类是对某一类实体(对象)来进行描述的,描述该对象具有那
些属性,那些方法,描述完成后就形成了一种新的自定义类型,才用该自定义类型就可以实例化
具体的对象。

C++:类和对象(下)_第7张图片

例题讲解

求1+2+3+...+n,要求不能使用乘除法、for、while、if、else、switch、case等关键字及条件判断语句(A?B:C)

C++:类和对象(下)_第8张图片

或者:

C++:类和对象(下)_第9张图片

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