【C++】类和对象(四)

简介: 【C++】类和对象(四)

090fa7bb3b04497cb0c27cb56c0ada46.png 090fa7bb3b04497cb0c27cb56c0ada46.png 前言:在类和对象中,我们走过了十分漫长的道路,今天我们将进一步学习类和对象,类和对象这块荆棘地很长,各位一起加油呀。

d6dc0126edd141a985d72de501ef756b.jpg


类和对象

const修饰成员函数

在C++中,可以使用const关键字来修饰成员函数。const修饰符可以被应用于类的成员函数,这表示该函数不会修改任何类的成员变量。

当一个成员函数被const修饰时,它被称为常量成员函数。常量成员函数承诺不会修改任何成员变量。常量成员函数的定义和声明都必须包含const关键字。

语法格式

返回类型 类名::函数名()const
{
  //函数体
  ...
  ...
}

下面是一个示例

class MyClass 
{
public:
    void nonConstFunction(int year,int month ,int day); 
    // 非常量成员函数             
    void nonConstFunction() const;  // 常量成员函数
private:
    int _day;
    int _month;
    int _year;
};

void MyClass::nonConstFunction(int year = 1,int month = 1 ,int day =1) 
{
    // 对成员变量进行修改
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
}

void MyClass::nonConstFunction() const 
{
    // 不对成员变量进行修改
    cout << "year: " << _year << " month: " << _month << " day: " << _day << endl;
}


在上面的示例中,nonConstFunction是一个非常量成员函数,可以修改成员变量。而nonConstFunction的const版本是一个常量成员函数,不会修改成员变量。

那我们思考一下为什么在上面这个示例中,const修饰了以后就无法对里面的成员变量进行修改了?请看下图:


在上图中我们可以知道,编译器会对this指针加上const进行修饰,让外部变量无法对其修改

如果在上面式子中我们对const修饰的成员函数中的成员变量进行修改,就会出现如下情况,如下所示:

使用const修饰常量成员函数的好处是可以在常量对象上调用该函数,而不会导致编译错误。这样可以提高代码的可读性和安全性。


注意事项:

C++中const成员函数有以下限制:

  1. const成员函数不能修改类的非静态数据成员。这是因为const成员函数保证不会修改对象的状态,所以不能修改任何非静态数据成员。
  2. const成员函数只能调用其他const成员函数。这是因为const成员函数保证不会修改对象的状态,所以只能调用其他也不会修改对象状态的const成员函数。
  3. const成员函数不能通过指针或引用返回非const指针或引用。这是因为const成员函数要保证不会修改对象的状态,所以不能返回非const指针或引用,否则调用者就可以通过这个指针或引用修改对象的状态。
  4. const成员函数可以被非const对象和const对象调用。非const对象调用const成员函数时会被自动转换为const对象。
  5. const成员函数不能被声明为虚函数。虚函数是根据对象的动态类型来调用的,而const成员函数是根据对象的静态类型来调用的,所以不能将const成员函数声明为虚函数。

再谈构造函数之函数体赋值

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

. 初始化列表:构造函数可以通过初始化列表来初始化成员变量。在构造函数的参数列表后面使用冒号(:)来定义初始化列表,然后通过成员变量名称和初始值来初始化成员变量(当然这个括号里面也可以写一个有返回值的表达式)。例如:


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(该类没有默认构造函数)

实例演示

class A
{
public:
  A(int a)
    :_a(a)
  {
    cout <<"_a: " << _a << endl;
  }
private:
  int _a;
};

class d
{
public:
  d(int a, int b, int c)
    :_aa(a),
    _b(b),
    _c(c)
  {
    cout << "_b: " << _b << endl;
    cout << "_c: " << _c << endl;
  }

private:
  A _aa;//自定义变量
  int& _b;//引用
  const int _c;//const
};

int main()
{
  d d1(10, 20, 30);

  return 0;
}

  1. 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。
  2. 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

在C++中,构造函数体赋值的注意事项如下:

  1. 初始化列表的优先级高于构造函数体内的赋值:如果同时在初始化列表和构造函数体内对成员变量进行赋值,初始化列表中的赋值操作会先于构造函数体内的赋值操作执行。
  2. 成员变量的声明顺序决定了初始化的顺序:成员变量在类中的声明顺序决定了它们初始化的顺序。在构造函数体内的赋值操作也会按照成员变量的声明顺序进行。
  3. 成员变量的初始化顺序与初始化列表中的顺序一致:在初始化列表中的顺序决定了成员变量初始化的顺序。如果在初始化列表中没有给出某个成员变量的初始值,该成员变量会按照默认构造函数进行初始化。
  4. 常量成员变量必须在初始化列表中进行初始化:对于类中的常量成员变量(const类型),它们必须在初始化列表中进行初始化,而不能在构造函数体内进行赋值操作。
  5. 使用成员初始化列表可以提高效率:使用成员初始化列表可以在对象构造时直接进行赋值操作,避免了先构造默认对象再赋值的额外开销,因此可以提高效率。

总体而言,通过初始化列表进行成员变量的赋值是更好的选择,除非有特殊需要,如需要在构造函数体内做其他逻辑处理,才使用构造函数体内的赋值语句。


explict关键字

在C++中,explicit也是一个关键字,但其使用情况与C#中的略有不同。

在C++中,explicit关键字可以用于单参数构造函数(或转换函数),以防止编译器进行隐式类型转换。默认情况下,单参数构造函数可以用于隐式类型转换。但是,当我们使用explicit关键字来修饰该构造函数时,它将变为只能进行显式类型转换的构造函数,禁止隐式转换。

下面是一个使用explicit关键字的示例:

class Number {
private:
    int value;
public:
    explicit Number(int value) : value(value) {}
 
    int getValue() const {
        return value;
    }
};

void printNumber(const Number& number) {
    std::cout << number.getValue() << std::endl;
}

int main() {
    int intValue = 10;

    // 隐式类型转换不被允许
    // Number number = intValue;

    // 显式类型转换
    Number number = Number(intValue);

    printNumber(number);

    return 0;
}


090fa7bb3b04497cb0c27cb56c0ada46.png

在上面的示例中,Number类定义了一个带有单参数的构造函数,并使用explicit关键字进行修饰。在main函数中,我们首先声明一个int类型的变量intValue,并将其赋值为10。然后,我们尝试使用隐式类型转换将intValue转换为Number类型,但由于Number类的构造函数使用了explicit关键字,这会导致编译错误。接着,我们使用显式类型转换将intValue转换为Number类型,并将结果赋值给number变量。最后,我们通过调用printNumber函数,将number对象传递给它并输出结果。可以看到,通过使用explicit关键字,我们可以明确指定我们希望进行显式类型转换,从而避免了隐式类型转换可能带来的意外行为。

static成员

在C++中,static关键字可以应用于类的成员,用于指示该成员是静态的。静态成员与类的实例无关,它们属于整个类而不是类的实例。以下是一些关于C++中静态成员的信息:

  1. 静态数据成员:静态数据成员与类的所有实例共享,它们只有一个副本。可以在类的内部声明并在类的外部初始化静态数据成员必须在类的定义之外进行初始化,并且必须在类的外部定义。并且静态成员变量是在初始化时分配内存的,程序结束时释放内存。
class MyClass 
{
public:
  static int staticData; // 声明静态数据成员
  int unstaticData = 10; //声明并初始化非静态成员
};

int MyClass::staticData = 0; // 初始化静态数据成员

int main() 
{
  MyClass obj1;
  MyClass obj2;
  obj1.staticData = 5;
  cout <<"非静态成员: " << obj1.unstaticData << endl; //输出非静态成员
  cout <<"静态成员: " << obj2.staticData << endl; // 输出静态成员: 5
  return 0;
}

  1. 静态成员函数:静态成员函数没有访问类的任何实例成员的权限,它们只能访问静态成员。静态成员函数可以通过类名或对象名来引用,非静态成员函数只能通过对象名引用。
class MyClass 
{
public:
    static void StaticFunction()//静态成员函数 
    {
        cout << "Static Function" << endl;
    }
    void UnstaticFunction()//非静态成员函数
    {
        cout << "UnStatic Function" << endl;

    }
};

int main() {
    MyClass d1;
    MyClass::StaticFunction(); // 输出: Static Function
    d1.UnstaticFunction();  //输出: UnStatic Function
    return 0;
}

静态成员提供了一种在类的所有实例之间共享和访问数据的方式。在某些情况下,静态成员函数可以用作工具函数或全局函数的替代品。然而,静态成员应谨慎使用,因为它们破坏了封装性和面向对象设计的一些原则。

好啦,今天的内容就到这里啦,下期内容预告类和对象(五)友元、内部类、匿名对象等,下期就会对类和对象进行最后的收尾了,各位加油呐!


结语:今天的内容就到这里吧,谢谢各位的观看,如果有讲的不好的地方也请各位多多指出,作者每一条评论都会读的,谢谢各位。


相关文章
|
25天前
|
C++ 芯片
【C++面向对象——类与对象】Computer类(头歌实践教学平台习题)【合集】
声明一个简单的Computer类,含有数据成员芯片(cpu)、内存(ram)、光驱(cdrom)等等,以及两个公有成员函数run、stop。只能在类的内部访问。这是一种数据隐藏的机制,用于保护类的数据不被外部随意修改。根据提示,在右侧编辑器补充代码,平台会对你编写的代码进行测试。成员可以在派生类(继承该类的子类)中访问。成员,在类的外部不能直接访问。可以在类的外部直接访问。为了完成本关任务,你需要掌握。
64 19
|
25天前
|
存储 编译器 数据安全/隐私保护
【C++面向对象——类与对象】CPU类(头歌实践教学平台习题)【合集】
声明一个CPU类,包含等级(rank)、频率(frequency)、电压(voltage)等属性,以及两个公有成员函数run、stop。根据提示,在右侧编辑器补充代码,平台会对你编写的代码进行测试。​ 相关知识 类的声明和使用。 类的声明和对象的声明。 构造函数和析构函数的执行。 一、类的声明和使用 1.类的声明基础 在C++中,类是创建对象的蓝图。类的声明定义了类的成员,包括数据成员(变量)和成员函数(方法)。一个简单的类声明示例如下: classMyClass{ public: int
45 13
|
25天前
|
编译器 数据安全/隐私保护 C++
【C++面向对象——继承与派生】派生类的应用(头歌实践教学平台习题)【合集】
本实验旨在学习类的继承关系、不同继承方式下的访问控制及利用虚基类解决二义性问题。主要内容包括: 1. **类的继承关系基础概念**:介绍继承的定义及声明派生类的语法。 2. **不同继承方式下对基类成员的访问控制**:详细说明`public`、`private`和`protected`继承方式对基类成员的访问权限影响。 3. **利用虚基类解决二义性问题**:解释多继承中可能出现的二义性及其解决方案——虚基类。 实验任务要求从`people`类派生出`student`、`teacher`、`graduate`和`TA`类,添加特定属性并测试这些类的功能。最终通过创建教师和助教实例,验证代码
47 5
|
25天前
|
存储 算法 搜索推荐
【C++面向对象——群体类和群体数据的组织】实现含排序功能的数组类(头歌实践教学平台习题)【合集】
1. **相关排序和查找算法的原理**:介绍直接插入排序、直接选择排序、冒泡排序和顺序查找的基本原理及其实现代码。 2. **C++ 类与成员函数的定义**:讲解如何定义`Array`类,包括类的声明和实现,以及成员函数的定义与调用。 3. **数组作为类的成员变量的处理**:探讨内存管理和正确访问数组元素的方法,确保在类中正确使用动态分配的数组。 4. **函数参数传递与返回值处理**:解释排序和查找函数的参数传递方式及返回值处理,确保函数功能正确实现。 通过掌握这些知识,可以顺利地将排序和查找算法封装到`Array`类中,并进行测试验证。编程要求是在右侧编辑器补充代码以实现三种排序算法
36 5
|
25天前
|
Serverless 编译器 C++
【C++面向对象——类的多态性与虚函数】计算图像面积(头歌实践教学平台习题)【合集】
本任务要求设计一个矩形类、圆形类和图形基类,计算并输出相应图形面积。相关知识点包括纯虚函数和抽象类的使用。 **目录:** - 任务描述 - 相关知识 - 纯虚函数 - 特点 - 使用场景 - 作用 - 注意事项 - 相关概念对比 - 抽象类的使用 - 定义与概念 - 使用场景 - 编程要求 - 测试说明 - 通关代码 - 测试结果 **任务概述:** 1. **图形基类(Shape)**:包含纯虚函数 `void PrintArea()`。 2. **矩形类(Rectangle)**:继承 Shape 类,重写 `Print
44 4
|
25天前
|
设计模式 IDE 编译器
【C++面向对象——类的多态性与虚函数】编写教学游戏:认识动物(头歌实践教学平台习题)【合集】
本项目旨在通过C++编程实现一个教学游戏,帮助小朋友认识动物。程序设计了一个动物园场景,包含Dog、Bird和Frog三种动物。每个动物都有move和shout行为,用于展示其特征。游戏随机挑选10个动物,前5个供学习,后5个用于测试。使用虚函数和多态实现不同动物的行为,确保代码灵活扩展。此外,通过typeid获取对象类型,并利用strstr辅助判断类型。相关头文件如&lt;string&gt;、&lt;cstdlib&gt;等确保程序正常运行。最终,根据小朋友的回答计算得分,提供互动学习体验。 - **任务描述**:编写教学游戏,随机挑选10个动物进行展示与测试。 - **类设计**:基类
31 3
|
3月前
|
存储 编译器 C语言
【c++丨STL】string类的使用
本文介绍了C++中`string`类的基本概念及其主要接口。`string`类在C++标准库中扮演着重要角色,它提供了比C语言中字符串处理函数更丰富、安全和便捷的功能。文章详细讲解了`string`类的构造函数、赋值运算符、容量管理接口、元素访问及遍历方法、字符串修改操作、字符串运算接口、常量成员和非成员函数等内容。通过实例演示了如何使用这些接口进行字符串的创建、修改、查找和比较等操作,帮助读者更好地理解和掌握`string`类的应用。
84 2
|
3月前
|
存储 编译器 C++
【c++】类和对象(下)(取地址运算符重载、深究构造函数、类型转换、static修饰成员、友元、内部类、匿名对象)
本文介绍了C++中类和对象的高级特性,包括取地址运算符重载、构造函数的初始化列表、类型转换、static修饰成员、友元、内部类及匿名对象等内容。文章详细解释了每个概念的使用方法和注意事项,帮助读者深入了解C++面向对象编程的核心机制。
148 5
|
3月前
|
存储 编译器 C++
【c++】类和对象(中)(构造函数、析构函数、拷贝构造、赋值重载)
本文深入探讨了C++类的默认成员函数,包括构造函数、析构函数、拷贝构造函数和赋值重载。构造函数用于对象的初始化,析构函数用于对象销毁时的资源清理,拷贝构造函数用于对象的拷贝,赋值重载用于已存在对象的赋值。文章详细介绍了每个函数的特点、使用方法及注意事项,并提供了代码示例。这些默认成员函数确保了资源的正确管理和对象状态的维护。
149 4
|
3月前
|
存储 编译器 Linux
【c++】类和对象(上)(类的定义格式、访问限定符、类域、类的实例化、对象的内存大小、this指针)
本文介绍了C++中的类和对象,包括类的概念、定义格式、访问限定符、类域、对象的创建及内存大小、以及this指针。通过示例代码详细解释了类的定义、成员函数和成员变量的作用,以及如何使用访问限定符控制成员的访问权限。此外,还讨论了对象的内存分配规则和this指针的使用场景,帮助读者深入理解面向对象编程的核心概念。
224 4