1. 再谈构造函数
1.1 构造函数体赋值
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】
1. 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)
2. 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=0) { _a = a; } private: int _a; }; class Date { public: Date(int year, int month, int day) { _N = 10; _year = year; _month = month; _day = day; } private: int _year; // 声明 int _month; int _day; const int _N; // const int& _ref; // 引用 A _aa; // 没有默认构造函数的自定义类型成员变量 };
当出现了上面的情况时用初始化列表就能够解决:
class A { public: A(int a) { _a = a; } private: int _a; }; class Date { public: Date(int year, int month, int day, int i) :_N(10) , _ref(i) , _aa(-1) { _year = year; _month = month; _day = day; } private: int _year; // 声明 int _month; int _day; const int _N; // const int& _ref; // 引用 A _aa; // 没有默认构造函数的自定义类型成员变量 };
不知道大家注意到没有,当我们使用初始化列表时,自定义类型会自动调用它的默认构造函数,可是它的默认构造函数是没有的,如果不按照初始化列表这样初始化,那编译器是会报错的,这样初始化就可以不用全缺省。
大家再来看这样一道题:
//第一种: class Date { public: Date(const int* year, int month, int day) { _year = year; _month = month; _day = day; } private: const int* _year; int _month; int _day; }; //第二种: class Date { public: Date(int* const year, int month, int day) { _year = year; _month = month; _day = day; } private: int* const _year; int _month; int _day; };
哪一种会报错?
采用这种方式修饰的话year本身就不可以改变,就只能够采用初始化列表。
//第二种: class Date { public: Date(int* const year, int month, int day) :_year(year) ,_month(month) ,_day(day) {} private: int* const _year; int _month; int _day; };
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 。
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(); }
上述程序的结果是啥?
是 1 1 吗?再想想,会有这么简单吗,再思考一下,提示一下:
初始化列表中的初始化顺序就是成员变量在类中声明次序。
那么我想你已经有了结果,既然类中初始化顺序是先_a2,后_a1,所以在初始化列表是先执行_a2(_a1),再_a1(a),所以_a2被初始化成了随机数,_a1就被初始化成了a( 1 ),我们可以自己运行起来结果:
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: Date(int year=1, 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); d1 = 2023; }
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,但是这样的可读性肯定太糟糕了,有什么处理办法吗?
这个时候就要用explicit关键字了,只要我们在构造函数前加一个explicit关键字,那么上面这种用法编译器会直接报错。
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;//静态成员变量在类外初始化 void TestA() { cout << A::GetACount() << endl; A a1, a2; A a3(a1); cout << A::GetACount() << endl; } int main() { TestA(); return 0; }
2.2 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
【问题】
1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗?
2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗?
回答: 静态成员函数不可以调用非静态成员函数,由于静态成员函数没有this指针。非静态成员函数可以调用类的静态成员函数,可以用this指针调用。
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) {} ostream& operator<<(ostream& _cout) { _cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; return _cout; } private: int _year; int _month; int _day; }; int main() { Date d1(2022, 12, 26); d1 << cout; return 0; }
这里将operator<<重载成成员函数,但是用法却是不符合我们的常识的:以前我们用cout,是直接cout<
将operator<<重载成全局函数可行吗?如果将operator<<重载成全局函数,但是类外又没有办法访问成员,按照我们之前的学习可以用的方法有:自己实现在类中GetYear,GetMonth,GetDay;或者将成员变量的限定符改为public.但是这样用第一种方式处理就太麻烦了,第二种方式处理类的封装性又遭到了破坏,这里就可以用友元函数来处理了。不是说友元函数也会破坏封装性吗?话虽如此,但是用友元函数会比直接修改成员变量的限定符要好些。
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,但友元函数不是类的成员函数
- 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