前言
前面两篇我们讲述了c++类和对象的相关知识，本篇将再讲述一些小的知识点
🕺作者： 迷茫的启明星
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1. 再谈构造函数
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, 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。
1.2 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; int _month; int _day; };
【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)
类中包含以下成员，必须放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(且该类没有默认构造函数时)
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 };
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。
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); }
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
我们看看下面这段代码
class A { public: A(int a) :_a1(a) ,_a2(_a1) {} void Print() { cout<<_a1<<" "<<_a2<<endl; } private: int _a2; int _a1; }; int main() { A aa(1); aa.Print(); }
你觉得它的输出会是什么？
A.输出1 1
B.程序崩溃
C.编译不通过
D.输出1 随机值
是不是想选A？ 那你就被坑了，年轻人，事出反常必有妖，以后要注意哦，在这里解释是这样的：
在C++中，如果一个类没有显式定义构造函数或者初始化列表，那么编译器会使用默认构造函数进行隐式初始化。但是，如果该类定义了构造函数，那么编译器就不会生成默认构造函数。在这个问题的代码中，我们可以看到类A定义了一个带参数的构造函数，并在构造函数中对成员变量_a1和_a2进行了处理。但是，由于只为_a1赋值，而_a2却没有进行任何显式初始化，因此_a2的值不确定，即为随机值。这是因为在栈上分配内存时，不对内存进行显示清零，故_a2成员变量的值未被初始化的内存单元中可能包含任意值。所以在执行Print()函数时，_a1的值为1，而_a2的值为随机值（也有可能是0），具体取决于内存中储存的值。因此，正确答案是D. 输出1 随机值。
1.3 explicit关键字
构造函数不仅可以构造与初始化对象，对于单个参数或者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。
class Date { public: // 1. 单参构造函数，没有使用explicit修饰，具有类型转换作用 // explicit修饰构造函数，禁止类型转换---explicit去掉之后，代码可以通过编译 explicit Date(int year) :_year(year) {} /* // 2. 虽然有多个参数，但是创建对象时后两个参数可以不传递，没有使用explicit修饰，具有类型转换作用 // explicit修饰构造函数，禁止类型转换 explicit Date(int year, int month = 1, int day = 1) : _year(year) , _month(month) , _day(day) {} */ Date& operator=(const Date& d) { if (this != &d) { _year = d._year; _month = d._month; _day = d._day; } return *this; } private: int _year; int _month; int _day; }; void Test() { Date d1(2022); // 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2023构造一个无名对象，最后用无名对象给d1对象进行赋值 d1 = 2023; // 将1屏蔽掉，2放开时则编译失败，因为explicit修饰构造函数，禁止了单参构造函数类型转 换的作用 }
上述代码可读性不是很好，用explicit修饰构造函数，将会禁止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
面试题：实现一个类，计算程序中创建出了多少个类对象。
class A { public: A() { ++_scount; } A(const A& t) { ++_scount; } ~A() { --_scount; } static int GetACount() { return _scount; } private: static int _scount; }; int A::_scount = 0; void TestA() { cout << A::GetACount() << endl; A a1, a2; A a3(a1); cout << A::GetACount() << endl; }
解答：
这里是这样的：
这段代码定义了一个类A，该类实现了一个静态成员变量_scount和三个函数（默认构造函数、拷贝构造函数、析构函数）。其中_scount用来记录类A的对象数量。
在main函数中，首先通过A::GetACount()输出当前A类的对象数量，由于程序还没有创建任何A类的对象，所以输出结果为0。
然后创建了三个A类的对象a1、a2和a3，分别使用了默认构造函数和拷贝构造函数进行对象的初始化。再次调用A::GetACount()输出当前A类对象的数量，此时输出结果为3。
理解整个过程需要注意几点：
静态成员变量_scount是类A的共享资源，它记录了A类的所有对象数量，在每次调用默认构造函数、拷贝构造函数和析构函数时更新_scount的值。
在创建对象a1、a2和a3时都有调用构造函数，因此_scount的值会相应地加1。
在a3使用a1作为参数进行拷贝构造时，会调用拷贝构造函数，但并不会增加对象数量，因为这只是对已有对象的拷贝，不会创建新的对象。
当对象销毁时，即调用析构函数时，_scount的值会相应地减1。
2.2 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
【问题】
静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？
静态成员函数可以调用非静态成员函数，但需要通过对象或指针来访问非静态成员函数和非静态数据成员。
由于静态成员函数不属于任何特定的对象，因此无法直接访问非静态成员函数和非静态数据成员。如果要在静态成员函数中调用非静态成员函数，则需要将该函数声明为非静态成员函数，并通过对象或指针访问。
例如：
class MyClass { public: void NonStaticFunction() {} static void StaticFunction() { // 通过对象访问非静态成员函数 MyClass obj; obj.NonStaticFunction(); // 通过指针访问非静态成员函数 MyClass* pObj = new MyClass(); pObj->NonStaticFunction(); delete pObj; } };
在上面的示例代码中，静态成员函数StaticFunction中可以通过MyClass类的对象或指针来访问NonStaticFunction非静态成员函数。需要注意的是，在通过指针访问时需要注意内存管理，避免产生内存泄漏和悬挂指针等问题。
非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？
非静态成员函数可以调用类的静态成员函数，使用“类名::静态成员函数名”的方式即可。
由于静态成员函数不依赖于任何类的对象，因此可以在非静态成员函数中直接访问类的静态成员函数。例如：
class MyClass { public: static void StaticFunction() {} void NonStaticFunction() { // 调用类的静态成员函数 MyClass::StaticFunction(); } };
在上面的示例代码中，类MyClass定义了一个静态成员函数StaticFunction和一个非静态成员函数NonStaticFunction。在NonStaticFunction中通过“类名::静态成员函数名”的方式，即MyClass::StaticFunction()，来调用类的静态成员函数StaticFunction。注意，在调用静态成员函数时不需要使用对象或指针，直接使用类名即可。
3. 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
3.1 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; };
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。
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; }
说明:
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
3.2 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，但想在Time类中访问Date类中私有的成员变量则不行。
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。
友元关系不能继承，在继承位置再给大家详细介绍。
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; };
4. 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。
特性：
内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。
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 int k; int h; public: 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 } }; }; int A::k = 1; int main() { A::B b; b.foo(A()); return 0; }
5.匿名对象
什么是C++中的匿名对象？
在C++语言中，对象是由类定义中的数据成员组成的，可以通过构造函数创建。在大多数情况下，我们需要给创建的对象一个名称，以便后续使用。但是，有时候我们只需要临时使用某个对象，而不需要给它赋予名称，这就是匿名对象。
匿名对象是指在创建时未命名的对象，在使用过后会自动销毁。匿名对象通常被用于当前表达式的计算，并不会被其他变量所引用，可以简化代码并提高可读性。
匿名对象的使用场景比较广泛：
临时调用函数：如函数返回一个对象，该对象只用一次，可以使用匿名对象来方便地调用该函数，例如：
int num = Calculator().Add(2, 2);
链式操作：对于一个对象执行多个操作，每次操作也是返回对象，可以逐个调用这些方法，避免产生过多的临时变量。例如：
vector<int> vec = {3, 1, 4, 1, 5}; sort(vec.begin(), vec.end()).erase(unique(vec.begin(), vec.end()), vec.end());
如上所示，先调用sort函数对容器vec进行排序，然后再调用erase函数去重，这里的sort和erase都返回容器本身，因此这两个函数可以链式调用，而不需要额外的变量来存储中间结果。
临时构造对象：如果我们只是需要使用一个对象的某个成员函数或数据成员，而不需要真正地创建这个对象，并且我们也不需要再其他地方对该对象进行后续操作，这时可以使用匿名对象。
需要注意的是，匿名对象并不是万能的。在使用匿名对象时，需要特别小心内存管理和生命周期的问题，避免产生不必要的资源浪费或悬挂指针的风险。
总结
匿名对象是指在创建时未命名的对象，在使用过后会自动销毁。
匿名对象通常被用于当前表达式的计算，并不会被其他变量所引用。
匿名对象的使用可以简化代码并提高可读性。
在使用匿名对象时，需要特别小心内存管理和生命周期的问题，避免产生不必要的资源浪费或悬挂指针的风险。
6.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。
我们看看这段代码
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; }
从注释我们就能明白，编译的一些优化情况
7. 再次理解封装
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：
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
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
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，此时计算机才能知道洗衣机是什么东西。
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。
respect !
下篇见！
