C++类和对象（下）

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  一、再谈构造函数

• • 1.1 初始化列表
  • 1.2 explicit关键字
• 
  

  二、static成员

• 
  

  三、友元

• • 3.1 友元函数
  • 3.2 友元类
• 
  

  四、C++11的类成员初始化

• 
  

  五、内部类

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一、再谈构造函数

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;
};

虽然调用构造函数以后，对象中已经有了一个初始值，但是并不能将其称作类对象成员的初始化，构造函数体中的语句只能将其称作赋初值，而并不能称作初始化。

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。

1.1 初始化列表

初始化列表：以一个冒号开始，接着是以逗号分隔的数据成员列表，每个成员变量后跟一个放在括号中的初始值或者表达式。

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

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

注意以下几点：

1. 每个成员变量在初始化列表中只能出现一次（即初始化只能出现一次）

2. 类中包含以下三种成员，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
   没有默认构造函数的自定义类型成员

3. 尽量使用初始化列表进行初始化，因为不管你是否使用初始化列表，对于自定义类型的成员变量，一定会先使用初始化列表初始化。
   

   
   

4. 成员变量在类中的声明次序就是其在初始化列表的初始化顺序，与其在初始化列表中的先后次序无关。
   

   
   

1.2 explicit关键字

构造函数不仅可以构造与初始化对象，对于单个参数的构造函数，还具有类型转换的作用。

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

	//explicit Date(int year)
	//	:_year(year)
	//{}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

void Test()
{
	//用一个整型变量给日期变量赋值
	//实际上编译器会用2019构造一个无名对象，最后用无名对象给d1对象赋值。


	Date d1 = 2019;
}

如果有explicit修饰的构造函数，将会禁止单参数类型的构造函数的隐式转换。

二、static成员

声明为static的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。

静态的成员变量一定要在类外进行初始化。

class A
{
public:
	A()
	{
		++_count;
	}
	A(const A&)
	{
		++_count;
	}
	static int GetCount()
	{
		return _count;
	}
private:
	static int _count;
};
int A::_count = 0;

void Test()
{
	A a1, a2;
	cout << A::GetCount() << endl;
	A a3(a1);
	cout << A::GetCount() << endl;

}
int main()
{
	Test();
	return 0;
}

静态成员的特点：

1. 静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的实例。
   

   
   

   （静态成员变量存储在静态区）

2. 静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字。
   

   
   

3. 类静态成员可用类名::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. 静态成员和类的普通成员一样，也有public、protected、private三种访问级别，也可以具有返回值。
   

   
   

三、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，提供了便利。

但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以友元不宜多用哦。

3.1 友元函数

现在我们尝试去重载operator<<，然后发现我们没办法将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 *** 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。

所以我们要将operator<<重载成全局函数。

但是这样的话，又会导致类外没办法访问成员，那么这里就需要友元来解决。

operator>>同理。

class Date
{
public:
	Date(int year = 2000, int month = 1, int day = 1)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	ostream& operator<<(ostream& out)
	{
		out << _year << '-' << _month << '-' << _day << endl;
		return out;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

void Test()
{
	Date d;
	d << cout;
}
int main()
{
	Test();
	return 0;
}

这样看起来就很奇怪。

但是通过友元函数，就可以直接访问类的私有成员，友元函数是定义在类外部的普通函数，不属于任何类。

但是需要在类的内部声明，声明时需要加上friend关键字。

代码如下：

class Date
{
	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
public:
	Date(int year = 2000, int month = 1, int day = 1)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
	out << d._year << '-' << d._month << '-' << d._day << endl;
	return out;
}

void Test()
{
	Date d;
	cout << d;
}
int main()
{
	Test();
	return 0;
}

注意：

1. 友元函数虽然可以访问类的私有成员和保护成员，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，不收类访问限定符的限制。
   

   
   

4. 一个函数可以同时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。
   

   
   

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中的非公有成员。

注意：友元是单向的，不具有交换性。

友元关系也不能传递。

class Date; // 前置声明
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, int minute, int second)
		: _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;
};

四、C++11的类成员初始化

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

class B
{
public:
    B(int b = 0)
        :_b(b)
    {}
    int _b;
};
class A
{
public:
    void Print()
    {
        cout << a << endl;
        cout << b._b << endl;
    }
private:
    // 非静态成员变量，可以在成员声明时给缺省值。


    int a = 10;
    B b = 20;
    static int n;
};

五、内部类

如果一个类定义在另一个类的内部，这个定义在内部的类就叫做内部类。

注意此时这个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。

内部类其实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中的所有成员。

但是外部类不是内部类的友元。

内部类的特点：

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、枚举成员，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;
public:
	class B
	{
	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;
}