【类和对象完结篇】

简介: 【类和对象完结篇】

❀初始化列表

构造函数体赋值

当我们创建对象的时候,编译器可以通过调用构造函数,给对象中的各个成员变量一个初始值。

例如:

class Date {
public:
  Date(int year, int month, int day)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};

但是上面构造函数调用了之后对象就会有一个初始值,但是它并不能称为函数的初始化,而是函数体内赋值,因为初始化只能初始化一次,而构造函数体可以多次及逆行赋值。

为了解决上面这样的问题,我们引入了初始化列表来初始化对象成员。


初始化列表

初始化列表:是以一个冒号开始,以逗号分隔数据成员列表,每个“成员变量”后面跟一个放在括号中的表达式或者初始值。

例如:


class Date {
public:
  Date(int year, int month, int day)
    :_year(year)
    ,_month(month)
    ,_day(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最多只能出现一次(初始化只能初始化一次)。
  2. 类中包含以下成员,必须放在初始化列表的位置进行初始化:
    引用成员变量
    const成员变量
    自定义类型成员(且没有默认构造的时候)


class A
{
public:
  A(int a)
    :_a(a)
  {
    cout << "A(int a)" << endl;
  }
private:
  int _a;
};
class B
{
public:
  // 初始化列表:对象的成员定义的位置
  B(int a, int& ref)
    :_ref(ref)
    , _n(1)
    , _x(2)
    , _aobj(a)
  {
    //_n = 0;
    //_ref = ref;
  }
private:
  // 声明
  A _aobj;    // 没有默认构造函数
  // 特征:必须在定义的时候初始化
  int& _ref;    // 引用
  const int _n; // const
  int _x = 1;  // 这里1是缺省值,缺省值是给初始化列表的
};

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3.尽量的使用初始化列表初始化,因为不管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进行初始化。

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);
}

我们来看看代码执行过程:

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,预期在初始化列表中的先后次序无关。

class A
{
public:
  A(int a)
    :_a1(a)
    , _a2(_a1)
  {}
  void Print() {
    cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
  }
private:
  int _a2;
  int _a1;
};
int main()
{
  A a(1);
  a.Print();
  return 0;
}
//A.输出1  1
//B.程序崩溃
//C.编译不通过
//D.输出1  随机值

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  1. 我们可以看到我们明明是先给_a1(a),再给_a2(_a1)。但是初始化列表是根据声明顺序来初始化的,也就是说编译器先走的_a2(_a1),再走的_a1(a),所以才导致的这样的输出结果。

explicit关键字

我们平时创建对象的时候可以用下面这两种方式来创建>

class Date {
public:
  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;
};
int main()
{
  Date d1(2020);
  Date d2 = 2023;
  return 0;
}

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之所以可以使用Date d2 = 2023;这种方式来创建对象是因为发生了隐式类型转换,整型类型(2023)转换成了自定义类型(Date)。

2023构造了一个Date的临时对象,临时对象再拷贝构造d2.但是编译器会优化为直接用2023构造。


如果我们想避免这种隐式类型转换我们可以在构造函数前面加上explicit关键字修饰。


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❀static成员

什么是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。


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,存放在静态区

2.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

3.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

4.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

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

6.静态成员函数可以调用非静态成员函数

7.非静态成员函数不可以调用类的静态成员函数


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

在我们实现Date类的时候会遇到这样的问题:

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。


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;
}

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【注意】:

  • 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B是A的友元,C是B的友元,则不能说明C时A的友元。

友元关系不能继承


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。


特性:

  1. 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。
  2. 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。
  3. 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=10;
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;
}

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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。


🍀小结🍀

今天我们学习了初始化列表、explicit关键字、static成员、友元函数、内部类、理解类和对象相关的内容相信大家看完有一定的收获。


种一棵树的最好时间是十年前,其次是现在! 把握好当下,合理利用时间努力奋斗,相信大家一定会实现自己的目标!加油!创作不易,辛苦各位小伙伴们动动小手,三连一波💕💕~~~,本文中也有不足之处,欢迎各位随时私信点评指正!  

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