【C++】类和对象（下）-阿里云开发者社区

1. 再谈构造函数

1.1 构造函数体赋值

在创建对象的时候，编译器通过调用构造函数，给对象当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，对象当中已经有了一个初始值。但是不能将其称为对对象当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，而不能称为初始化。因为初始化只能初始化一次，但是构造函数体内可以多次赋值。

1.2 初始化列表

初始化列表：一个冒号开始，接着是一个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当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当中只能出现一次（初始化只能初始化一次）
类中包含一下成员，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）

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进行初始化，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);
}

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();
}
A.输出1  1
B.程序崩溃
C.编译不通过
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

单参构造函数，没有使用explicit修饰，具有类型转换作用

虽然有多个参数，但是常见对象的时候后两个参数可以不传递，仍然可以类型转换

class Date
{
public:
    explicit Date(int year)
    :_year(year)
  {}
  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
}

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，称为类静态成员变量；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

实现一个类，计算程序中创建了多少个类对象？

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;
}

2.2 特性

静态成员为所有类对象共享，不属于某个具体的类，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，是public、protected、private访问限定符的限制

思考两个问题:

静态函数可以调用非静态函数吗？

非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？

3. 友元

友元提供了一种突破封装的方式，有时提供了遍历。但是友元增加了耦合度，破坏了封装，，所以不宜多使用

友元分为：友元函数和友元类

3.1 友元函数

现在我们去尝试重载operator<<，然后发现没办法重载。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cout需要第一个形参对象，才能正常使用。所以要将operator<<重载成全局函数。但类外没办法访问私有成员，友元就可以来解决

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

友元函数可以直接发访问类的私有成员，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，声明的时候需要加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;
}

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
友元函数可以在类的任何地方声明，不受访问限定符的限制

一个函数可以是多个类的友元函数
友元函数的调用和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的非公有成员

友元关系是单向的，没有交换性
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
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;
};

4. 内部类

概念：如果一个类定义在另一个类的内部，这个类就叫做内部类。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。内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类的所有成员。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任何地方
注意内部类可以直接访问外部类的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

匿名对象的特点不用取名字，它的生命周期只有这一行，到了下一行就自动调用析构函数

6. 拷贝对象时的一些编译器优化

在传参和传返回值的过场中，一般编译器会做一些优化，减少对象的拷贝。

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;
}

7. 再次理解类和对象

现实生活当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认识。

在类和对象阶段，一定要体会到类是对某一类实体（对象）来进行描述的，描述该对象具有哪些属性，哪些方法，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

8. 练习题

静态成员变量的解法。

内部类解法

【C++】类和对象（下）

1. 再谈构造函数

1.1 构造函数体赋值

1.2 初始化列表

1.3 explicit关键字

2. static成员

2.1 概念

2.2 特性

3. 友元

3.1 友元函数

3.2 友元类

4. 内部类

5. 匿名对象

6. 拷贝对象时的一些编译器优化

7. 再次理解类和对象

8. 练习题

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【C++】类和对象（下）

1. 再谈构造函数

1.1 构造函数体赋值

1.2 初始化列表

1.3 explicit关键字

2. static成员

2.1 概念

2.2 特性

3. 友元

3.1 友元函数

3.2 友元类

4. 内部类

5. 匿名对象

6. 拷贝对象时的一些编译器优化

7. 再次理解类和对象

8. 练习题

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