【C++】类和对象(下)—— 再谈构造函数 | static成员 | C++11补丁 |友元(上)

简介: 【C++】类和对象(下)—— 再谈构造函数 | static成员 | C++11补丁 |友元(上)

一、再谈构造函数


🎨构造函数体赋值

以前构造函数,我们是在函数体内赋值的


class Date
{
public:
    Date(int year, int month, int day)
 {
      _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,但是不能将其称为对对象中成员变量的初始化,构造函数体中的语句只能将其称为赋初值,而不能称作初始化。因为初始化只能初始化一次,而构造函数体内可以多次赋值


在函数体内初始化相当于先初始化再赋值


但对于像const成员变量,必须在定义的时候同时初始化,如果在函数体内初始化就会报错 ——


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为此我们引入了初始化列表,就是给成员变量找到一个依次定义处理的地方


🎨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


class Date
{
public:
  Date(int year, int month, int day)
  : _year(year)
  , _month(month)
  , _day(day)
  {}
private:
  int _year; //声明
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Date d1(2022, 2, 22); 
  return 0;
}


【注意】

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)


🔥 1.类中包含以下成员,必须放在初始化列表进行初始化。注意,初始化列表就是成员变量定义的地方!理解的关键


const成员变量


因为const成员变量必须在定义的时候同时初始化


引用成员变量


引用必须在定义的时候初始化,因为初始化列表就是成员变量定义的地方


举例:


class Date
{
public:
  Date(int year, int month, int x)
  : _N(10)
  , _ref(x)
  {
  _year = year;
  _ref++;
  }
private :
  const int _N;//声明
  int& _ref;
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  int x = 0;
  Date d1(2022, 2, x);
  return 0;
}


没有默认构造函数的自定义类型成员

没有默认构造函数,编译器调不动,需要在定义的时候自己显式的传参去调


哪什么情况下没有?比如我们自己写了一个构造函数,还是带参的,编译器不再自动生成的 —— 举例如下

class Time
{
public: 
    Time(int hour)
    {
        _hour = hour;
    }
private:
  int _hour;
};
class Date
{
public: 
    //要初始化_t 对象,只能通过初始化列表
    Date(int year, int hour)
     :_t(hour)
    {
       _year =year;
    }
private: 
    int _year;
    Time _t;
};
int main()
{
    Date d(2022,1)
    return 0;
}


牢记!!!!很重要

ps:所有成员都会在初始化列表进行初始化,在进入花括号{}之前都会先去调用初始化列表


初始化列表:成员变量定义的地方

main函数里:对象整体定义的地方

私有域:成员变量声明的地方

77d357a1ae214365bc38e991ad3f543e.png


🔥 2.尽量使用初始化列表初始化,提高效率。对于自定义类型变量,一定会先使用初始化列表初始化


举例来说明:


class Time
{
public:
    Time(int hour = 0)
    {
        _hour = hour;
    }
private:
    int _hour;
};
class Date
{
public:
    //要初始化_t 对象,只能通过初始化列表
    //Date(int year, int hour)
    //    :_t(hour)
    //{
    //    _year = year;
    //}
    //在函数体内赋值,但是还是会先走初始化列表调用Time的默认构造,不健康
    Date(int year, int hour)
    {
        _year = year;
        Time t(hour);
        _t = t;
    }
private:
    int _year;
    Time _t;
};
int main()
{
    Date d(2022, 1);
    return 0;
}


先调用了初始化列表去构造、再对Time构造Time t(hour)、再赋值_t = t —— 不高效

💚总结:内置类型成员,在函数体和在初始化列表初始化都可以;自定义类型的成员,建议在初始化列表初始化,这样更高效


🔥彩蛋:C++11为了在构造时候对内置类型不处理的情况打了补丁,即在声明的时候赋予了缺省值


缺省值最终给到了初始化列表

0a2653c851af460fa595bd959398a8f1.png


🔥 3. 初始化列表中的初始化顺序是在类中的声明次序,与其在初始化列表中的先后次序无关


class A {
public:
  A(int a)
  :_a1(a)  //第二
  , _a2(_a1)  //第一
  {}
  void Print() {
  cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
  }
private:
  int _a2; //初始化顺序 - 声明顺序
  int _a1;
};
int main() {
  A aa(1);
  aa.Print();
}
问:
A.输出 1 1 
B.程序崩溃
C.编译不通过
D.输出1 随机值


选D, 运行结果如下


0a2653c851af460fa595bd959398a8f1.png


建议:变量声明顺序和初始化列表出现顺序一致,即可不出错


🎨explicit关键字


为什么一个整型能转换为日期类?


#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
  Date(int year)
  :_year(year)
  {
  cout << "Date(int year)" << endl;
  }
  Date(const Date& dd)
  {
  _year = dd._year;
  cout << "Date(const Date& year)" << endl;
  }
private:
  int _year;
};
int main()
{
  Date d1(2002);//直接调用构造
  Date d2 = 2022;//思考?  隐式类型转化:构造 + 拷贝构造 + 优化 》直接调用构造
  return 0;
}


这其实是因为单参数的构造函数中发生了隐式类型转换


回忆之前的


// 隐式类型转换 - 相近类型 
  double d = 1.1;
  int i = d;
  const int& i = d;


忘记的可以去看看,点这里跳转:C++入门 里面有讲解


0a2653c851af460fa595bd959398a8f1.png


这里本来是用2022构造一个临时对象Date(2022)但是C++在连续的过程中,编译器会优化多个构造,合二为一,因此这里被优化为直接就是一个构造


2d65d23f6d4748949b924e4057485923.png


相当于以下两句——


Date tmp(2022); //先构造
Date d2(tmp); //再拷贝构造


但是这样的可读性就会大大降低,用explicit修饰构造函数,将会禁止单参构造函数的隐式转换 ——


4cebaac233b3433da32a72337a77fc60.png


💚匿名对象


Date(2022,10,26); //匿名对象————声明周期只有这一行
Solution slt;
slt.Sum_Solution(10);//有名对象调用,专门开辟了slt来调用
//匿名对象调用
Solution().Sum_Solution(10);//节省空间


二、static成员


🌍静态成员变量


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


面试题:实现一个类,计算程序中创建出了多少个类对象


思路:如果我们要对同一个变量进行++,唯一想到的就是定义一个全局变量,但是这样如果有两个类共用一个count会有累加效应,且暴露在外面可能被人随意更改


这时候就要引入static成员


特性:


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

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

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

静态成员也是类的成员,受public、protected、private 访问限定符的限制

作为私有成员,怎么样在类外访问呢?只能提供一个公用的成员函数getCount。代码如下 ——


我们可以通过对象来访问成员函数getCount


#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
  A(int a = 0)
  : _a(a)
  {
  _scount++;
  }
  A(const A& aa)
  : _a(aa._a)
  {
  _scount++;
  }
  int getCount()
  {
  return _scount;
  }
private:
  int _a;
  static int _scount; //静态成员变量
};
int A::_scount = 0; //静态成员变量必须在类外的全局定义
int main()
{
  A a1;
  A a2;
  A a3(a2);
  cout << a1.getCount() << endl; //通过对象来访问成员函数
  return 0;
}


那么有没有更好的方式,不需要定义对象就可以获取到呢?这要引入我们的静态成员函数


🌍静态成员函数


❤️ 静态成员函数没有隐藏的this指针,只能访问静态成员变量和函数。不能访问任何非静态成员


class A
{
public:
  A(int a = 0)
  :_a(a)
  {
  _scount++;
  }
  A(const A& aa)
  :_a(aa._a)
  {
  _scount++;
  }
  //静态成员函数  -- 没有this指针,不能访问非静态的成员
  static int GetCount()
  {
  return _scount;
  }
private:
  int _a;
  //静态成员变量,属于整个类,存在于静态区,生命周期在整个程序运行期间
  static int _scount;
};
int A::_scount = 0;
int main()
{
  A a1;
  A a2;
  A a3(a2);
  cout << A::GetCount() << endl;//可以通过类域来找 —— 突破类域
  cout << a1.GetCount() << endl;//也可以通过对象来找
}


【问题】:


静态成员函数可以调用非静态成员函数吗? 不行❌,没有this

非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗? 可以,属于整个类


三.、友元


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


查阅 Reference可知,cout和cin对于内置类型之所以能“自动识别类型”,是因为库里面已经把函数重载都写好了


0a2653c851af460fa595bd959398a8f1.png2d65d23f6d4748949b924e4057485923.png


运算符重载:让自定义类型对象可以用运算符,转换成调用这个重载函数

函数重载:支持函数名相同的函数同时存在

二者没有必然联系,好比张伟和大张伟不是同一个人一样

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