C++ ─── 隐式类型转换、static成员、友元、内部类

1. 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. 再次理解类和对象

1. explicit关键字

        构造函数不仅可以构造与初始化对象，对于接收单个参数的构造函数，还具有类型转换的作用。接收单个参数的构造函数具体表现：

        1. 构造函数只有一个参数

        2. 构造函数有多个参数，除第一个参数没有默认值外，其余参数都有默认值

        3. 全缺省构造函数

class Date
{
public:
     // 1. 单参构造函数，没有使用explicit修饰，具有类型转换作用
     // explicit修饰构造函数，禁止类型转换---explicit去掉之后，代码可以通过编译
     explicit Date(int year)
     :_year(year)
     {}

     /*
     // 2. 虽然有多个参数，但是创建对象时后两个参数可以不传递，没有使用explicit修饰，具有类型转
    换作用
     // explicit修饰构造函数，禁止类型转换
     explicit 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;
};

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构造一个匿名对象，最后用匿名对象给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
}

上述代码可读性不是很好，用explicit修饰构造函数，将会禁止构造函数的隐式转换。

隐式类型转换

匿名对象看后面博客 http://t.csdnimg.cn/O7iFT

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;



class Date
{
public:
	Date(int year= 0 ,int month = 0 ,int day = 1)
		:_year(year)
		,_month(month)
		,_day(day)
	{

	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1(2024, 4, 27);

	Date(2024, 5, 1);//匿名对象

	//相当于Date d2 = Date(2024,5,1);
	Date d2 = {2024, 5, 1};//隐式类型转换（生成了由{2024,5,1}产生的匿名对象,）

    Date d3[10]{ 1,2,3,{2024,5,27} };

	return 0;
}

隐式类型转化可以方便场景应用

class Date
{
public:
	Date(int year = 0, int month = 0, int day = 1)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{

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

class Stack
{
public:
    void Push(const Date& d)//重点必须用const修饰，因为匿名函数是临时变量具有常性
    {
        //...
    }
private:
    //...
};

int main()
{
	Stack st;
	
	//可以直接使用
	st.Push(1);
	st.Push({2024,5,27});

	Date d1(1);
	st.Push(d1);

	Date d2(2024, 5, 1);
	st.Push(d2);
	//隐式类型转换
	Date d3 = {2024,4,27};
	st.Push(d3);

	return 0;
}

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,要标明类

int A::_scount=0;

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;

void TestA()
{
     cout << A::GetACount() << endl;
     A a1, a2;
     A a3(a1);
     cout << A::GetACount() << endl;
}

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，但要标明类 ，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？不可，没有this

2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？可

一道static的题

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方法一：


#include <linux/limits.h>

class A 
{
    friend class Solution;
public:
    A()
    {
        _i++;
        _count+=_i;
    }
    static int GetRet()
    {
       return _count;     
    }
private:
static int _count;
static int _i;

};

int A::_i=0;
int A::_count =0;

class Solution {
public:
    int Sum_Solution(int n) {
        A array[n];
        return A::GetRet();
    }
};

方法二：

#include <linux/limits.h>
class Solution {
    class A 
    {
        public:
        A()
        {
            _i++;
            _count+=_i;
        }

    };
public:
    int Sum_Solution(int n) {
        A array[n];
        return _count;
    }


private:
static int _i;
static int _count;

};
int Solution::_count=0;
int Solution::_i=0;

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)
     {}

 // 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，但不是类的成员函数

        友元函数不能用const修饰，没有this 指针

        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

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。

        友元关系是单向的，不具有交换性。

比如下述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

        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，在继承位置再给大家详细介绍。

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;
};

4. 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;
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. 再次理解类和对象

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

计算日期到天数转换_牛客题霸_牛客网

#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
    friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:
    int GetPreDay(int year,int month)
    {
        int sum=0;
        static int count[13]={0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
        if((month-1) >= 2&&((year%4==0 && year%100!=0)||(year%400 == 0)))
        {
            sum=31+29;
            for(int i=3;i<month;i++)
            {
                sum+=count[i];
            }
            return sum;
        }
        for(int i=0;i<month;i++)
        {
            sum+=count[i];
        }
        return sum;
    }
    void PrintfDay()
    {
        int ret=_day+GetPreDay(_year,_month);
        cout<<ret;
    }
    int GetMonthDay(int year,int month)
    {
        static int count2[13]={0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
        if((month-1) >= 2&&((year%4==0 && year%100!=0)&&(year%400 == 0)))
        {
            return 29;
        }
        return count2[month];
    }
    bool Check(int year,int month,int day)
    {
        if(year<1000||year>9999)
        return false;
        if(month<1||month>12)
        return false;
        if(day<1||day>GetMonthDay(year,month))
        return false;

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

istream& operator>>(istream& _cin, Date& d)
{
    _cin >> d._year;
     _cin >> d._month;
    _cin >> d._day;
    if(!d.Check(d._year,d._month,d._day))
    {
        cout<<"日期非法"<<endl;
    }
        return _cin;
}

int main() {
    Date d1;
    cin>>d1;
    d1.PrintfDay();

}