类和对象(四)

1. C++11中的成员初始化

C++11支持非静态成员变量在声明时进行初始化赋值，但是要注意这里不是初始化，这里是给声明的成员变量一个缺省值。

class A
{
public:
  void Print()
  {
    cout << _a << endl;
    cout << _p << endl;
  }
private:
  // 非静态成员变量，可以在成员声明时给缺省值。
  int _a = 10; 
  int* _p = (int*)malloc(4);
  static int _n; //静态成员变量不能给缺省值
};

初始化列表是成员变量定义初始化的地方，若是给定了值，就用所给的值对成员变量进行初始化；若没有给定值，则用缺省值进行初始化；若是没有缺省值，则内置类型的成员就是随机值。

因此，缺省值相当于是初始化列表的一个补充。

2. 友元

友元分为友元函数和友元类。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。

2. 1 友元函数

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。

我们知道C++的<<和>>能够自动识别输入和输出变量的类型，我们使用它们时不必像C语言一样增加数据格式的控制。实际上，内置类型的对象能直接使用cout和cin输入输出，是因为库里面已经将它们的<<和>>重载好了，而<<和>>能够自动识别类型，是因为它们之间构成了函数重载。

比如流插入运算符 << 是一个双操作数，是ostream的类对象

 之所以可以自动识别并实现内置类型，是因为：

但自定义类型还是需要我们自己实现：

对于之前实现的日期类，我们尝试重载 operator<<，但是我们发现没办法将其重载为成员函数，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，即左操作数，但是实际使用中cout需要是第一个形参对象才能正常使用。

 在类中实现<<重载，我们无法调换this指针的位置，导致实现出来的重载<<写出来就一定是下面这样子，不符合使用习惯。如下：

 所以我们要将operator<<重载为全局函数，全局函数没有this了，就不存在抢占了。但是这样的话，又会面临一个新的问题：类外没办法访问成员变量（operator>>同理）

解决方案：

1.写一个公有的成员函数

int GetYear()
{
  return _year;
}

2.用友元来解决

class Date
{
  // 友元函数的声明只是声明，全局函数只是被邀请到类里面做客，所以是声明。
  friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
  friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:
  Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
// <<运算符重载
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
  out << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day<< endl;
  return out;
}
// >>运算符重载
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
  in >> d._year >> d._month >> d._day;
  return in;
}

注意：其中cout是ostream类的一个全局对象，cin是istream类的一个全局变量，<<和>>运算符的重载函数具有返回值是为了实现连续的输入和输出操作。因此，ostream不能加const，否则无法插入内容，const Date 是因为日期类不会改变，防止修改。

友元函数说明：

 1、友元函数可以访问类是私有和保护成员，但不是类的成员函数。

 2、友元函数不能用const修饰。

 3、友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受访问限定符的限制。

 4、一个函数可以是多个类的友元函数。

 5、友元函数的调用与普通函数的调用原理相同。

2. 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非公有成员。

class A
{
  // 声明B是A的友元类
  friend class B;
public:
  A(int n = 0)
    :_n(n)
  {}
private:
  int _n;
};
class B
{
public:
  void Test(A& a)
  {
    // B类可以直接访问A类中的私有成员变量
    cout << a._n << endl;
  }
};

友元类说明：

1、友元关系是单向的，不具有交换性。

 例如上述代码中，B是A的友元，所以在B类中可以直接访问A类的私有成员变量，但是在A类中不能访问B类中的私有成员变量。

2、友元关系不能传递。

 如果A是B的友元，B是C的友元，不能推出A是C的友元。

3. 内部类

概念：如果一个类定义在另一个类的内部，则这个类被称为内部类。

特性

1、内部类可以定义在外部类的public、private以及protected这三个区域中的任一区域。

 2、内部类可以直接访问外部类中的static、枚举成员，不需要外部类的对象/类名。

 3、外部类的大小与内部类的大小无关。

#include <iostream>
using namespace std;
class A //外部类
{
public:
  class B //内部类
  {
  private:
    int _b;
  };
private:
  int _a;
};
int main()
{
  cout << sizeof(A) << endl; //外部类的大小
  return 0;
}

这里外部类A的大小为4，与内部类的大小无关。

注意内部类不能直接获取，就像买一送一，不能直接要求我不买，只要送的那一个： 要先用A去获取 注意内部类也受访问限定符的限制，此时B为private 注意：

 1、此时的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调用内部类。

 2、外部类对内部类没有任何优越的访问权限。

 3、内部类就是外部类的友元类，即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。

4. 匿名对象

匿名对象，顾名思义，该对象没有名字就叫匿名对象。匿名对象重要的性质：

1.匿名对象的生命周期只在定义它的那一行，即用即销毁，到下一行就不存在了 2.匿名对象与临时对象类似，具有常性 3.const引用延长了匿名对象的生命周期，生命周期在当前函数局部作用域（强行续命） 匿名对象看有点多余，但在某些场合下非常适用。比如，我们只想拿到类内部的某个成员的值，或只是想用一下类中的某个成员函数，就可以直接使用匿名对象。

5.关于拷贝对象时一些编译器优化

对于有些场景下，若出现拷贝构造与构造同时出现的情况，编译器可能省略中间的拷贝构造，转化为直接构造。（此种情况取决于不同编译器不同的实现方法）

比如：1个构造+1个拷贝构造优化为——>直接构造。

但如果是分成连续两行写，就不会优化

因此，在写的时候最好写在一行，不影响编译器的优化

6. 再次理解面向对象

可以看出，面向对象其实是在模拟抽象映射现实世界：

7.总结：

今天我们认识并具体学习了类和对象中C++11中的成员初始化、友元、内部类、匿名对象、关于拷贝对象时一些编译器优化的知识，并再次理解面向对象。到这里，类与对象的学习就暂告一段落了。接下来，我们将进行C++内存分配与动态内存管理的学习。希望我的文章和讲解能对大家的学习提供一些帮助。

当然，本文仍有许多不足之处，欢迎各位小伙伴们随时私信交流、批评指正！我们下期见~