目录
再谈构造函数
构造函数体赋值
初始化列表
explicit关键字
static成员
概念
特性
友元
友元函数
友元类
内部类
概念
特性
匿名对象
再次理解类和对象
再谈构造函数
构造函数体赋值
在创建对象时，编译器会通过调用构造函数，给对象中的各个成员变量一个合适的初始值：
class Date
{
public:
// 构造函数
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_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
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:
// 构造函数
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
:_year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
特性：
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)。
在构造函数的初始化列表中，每个成员变量只能且应当被初始化一次。
#include <iostream>
class MyClass
{
public:
// 成员变量
int a;
int b;
// 构造函数，尝试在初始化列表中多次初始化同一个变量是错误的
MyClass(int x, int y)
:a(x) // 正确地初始化a
,b(y) // 正确地初始化b
// 下面的代码是错误的，因为a已经被初始化了
// a(x + 1) // 如果取消注释，会导致编译错误，因为a被重复初始化
{
// 但是可以在构造函数体内对已经初始化的变量进行赋值操作
a = a + 1; // 这不是初始化，而是赋值操作
}
};
int main()
{
MyClass obj(3, 4);
std::cout << "a: " << obj.a << ", b: " << obj.b << std::endl; // 输出 a: 4, b: 4
return 0;
}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
引用类型的变量在定义时就必须给其一个初始值，所以引用成员变量必须使用初始化列表对其进行初始化。
#include <iostream>
class MyClass
{
public:
// 引用成员变量，必须在构造函数的初始化列表中初始化
int& refValue;
// 构造函数，使用初始化列表初始化引用成员变量
MyClass(int& val)
: refValue(val)
{
// 注意：这里不能再次"初始化"refValue，只能通过赋值修改refValue所引用的值
}
};
int main()
{
int num = 10;
MyClass obj(num);
std::cout << "Before change: " << num << std::endl;
num = 20; // 改变num的值
std::cout << "After change: " << obj.refValue << std::endl; // 输出也会变为20，因为refValue引用了num
return 0;
}const成员变量
被const修饰的变量也必须在定义时就给其一个初始值，也必须使用初始化列表进行初始化。
#include <iostream>
class MyClass
{
public:
// const成员变量，必须在构造函数的初始化列表中初始化
const int constValue;
// 构造函数，使用初始化列表初始化const成员变量
MyClass(int val)
: constValue(val)
{
// 注意：这里不能再次"初始化"constValue，因为它是一个常量
}
// 显示const成员变量的值
void displayValue() const
{
std::cout << "constValue: " << constValue << std::endl;
}
};
int main()
{
MyClass obj(10);
obj.displayValue(); // 输出 constValue: 10
// 注意尝试在构造后修改constValue的值是不允许的，此处仅为说明不进行修改的逻辑
// obj.constValue = 20; // 这将导致编译错误，因为constValue是不可修改的
return 0;
}自定义类型成员(且该类没有默认构造函数时)
若一个类没有默认构造函数，那么我们在实例化该类对象时就需要传参对其进行初始化，所以实例化没有默认构造函数的类对象时必须使用初始化列表对其进行初始化。
默认构造函数是指不用传参就可以调用的构造函数：
- 我们不写，编译器自动生成的构造函数。
- 无参的构造函数。
- 全缺省的构造函数。
#include <iostream>
// 自定义类型，没有默认构造函数
class CustomType
{
public:
int value;
// 需要一个参数的构造函数
CustomType(int v)
: value(v)
{
}
};
class MyClass
{
public:
// 自定义类型成员，没有默认构造函数，必须在初始化列表中初始化
CustomType customMember;
// 构造函数，使用初始化列表初始化自定义类型成员
MyClass(int val)
: customMember(val)
{
// 注意：这里不需要也不能再次初始化customMember，它已经在初始化列表中被初始化了
}
// 显示自定义类型成员的值
void displayValue() const
{
std::cout << "customMember.value: " << customMember.value << std::endl;
}
};
int main()
{
MyClass obj(20);
obj.displayValue(); // 输出 customMember.value: 20
return 0;
}总结：在定义时就必须进行初始化的变量类型，就必须放在初始化列表进行初始化。
3、尽量使用初始化列表初始化
因为初始化列表实际上就是当你实例化一个对象时，该对象的成员变量定义的地方，所以无论你是否使用初始化列表，都会走这么一个过程（成员变量需要定义出来）。
内置类型
使用初始化列表和在构造函数体内进行初始化实际上是没有差别的，其差别就类似于如下代码：
// 使用初始化列表
int a = 10
// 在构造函数体内初始化（不使用初始化列表）
int a;
a = 10;
自定义类型
使用初始化列表可以提高代码的效率
class Time
{
public:
Time(int hour = 0)
{
_hour = hour;
}
private:
int _hour;
};
class Test
{
public:
// 在构造函数体内初始化（不使用初始化列表）
Test(int hour)
{ //初始化列表调用一次Time类的构造函数（不使用初始化列表但也会走这个过程）
Time t(hour);// 调用一次Time类的构造函数
_t = t;// 调用一次Time类的赋值运算符重载函数
}
private:
Time _t;
};class Time
{
public:
Time(int hour = 0)
{
_hour = hour;
}
private:
int _hour;
};
class Test
{
public:
// 使用初始化列表
Test(int hour)
:_t(12)// 调用一次Time类的构造函数
{
}
private:
Time _t;
};
代码二使用初始化列表的方式在效率和代码可读性上优于代码一。它避免了临时对象的创建和赋值操作，减少了运行时开销，并且使构造过程更加直接明了。
因此，推荐在可能的情况下，优先考虑使用初始化列表来初始化类的成员变量。
4、成员变量在类中声明的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顺序无关。
#include <iostream>
class MyClass
{
public:
// 成员变量声明顺序
int a;
int b;
// 构造函数，初始化列表中的顺序与成员声明顺序不同，但实际初始化顺序仍遵循声明顺序
MyClass(int x, int y)
: b(y), a(x)
{
} // 注意这里b在a之前列出，但初始化依然按a, b的声明顺序进行
void displayValues() const
{
std::cout << "a: " << a << ", b: " << b << std::endl;
}
};
int main()
{
MyClass obj(10, 20);
obj.displayValues(); // 输出应为 a: 10, b: 20，即使初始化列表中b写在a前面
return 0;
}代码结果：
explicit关键字
构造函数不仅可以构造和初始化对象，对于单个参数的构造函数，还支持隐式类型转换。
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 0) //单个参数的构造函数
:_year(year)
{
}
void Print()
{
cout << _year << endl;
}
private:
int _year;
};
int main()
{
Date d1 = 2024; //支持该操作
d1.Print();
return 0;
}
代码结果：
在语法上，代码中Date d1 = 2021等价于以下两句代码：
Date tmp(2024); //先构造
Date d1(tmp); //再拷贝构造
隐式类型转换：又称为自动类型转换，是指编译器在不需要程序员显式地进行类型转换操作的情况下，自动将一个数据类型转换为另一个数据类型的过程。
若是想禁止单参数构造函数的隐式转换，可以用关键字explicit来修饰构造函数。
static成员
概念
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。
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。
#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
private:
static int _n;
};
int main()
{
cout << sizeof(Test) << endl;
return 0;
}
代码结果：
静态成员_n是存储在静态区的，属于整个类，也属于类的所有对象。所以计算类的大小或是类对象的大小时，静态成员并不计入其总大小之和。
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。
class Test
{
private:
static int _n;
};
// 静态成员变量的定义初始化
int Test::_n = 0;
注意：这是一个特例，不受访问限定符的限制，否则就没办法对静态成员变量进行定义和初始化了。
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。
class Test
{
public:
static void Fun()
{
cout << _a << endl; //error不能访问非静态成员
cout << _n << endl; //correct
}
private:
int _a; //非静态成员
static int _n; //静态成员
};
注意：含有静态成员变量的类，一般含有一个静态成员函数，用于访问静态成员变量。
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。
静态成员变量为公有：
#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
public:
static int _n; //公有
};
// 静态成员变量的定义初始化
int Test::_n = 0;
int main()
{
Test test;
cout << test._n << endl; //1.通过类对象突破类域进行访问
cout << Test()._n << endl; //3.通过匿名对象突破类域进行访问
cout << Test::_n << endl; //2.通过类名突破类域进行访问
return 0;
}
静态成员变量为私有：
#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
public:
static int GetN()
{
return _n;
}
private:
static int _n;
};
// 静态成员变量的定义初始化
int Test::_n = 0;
int main()
{
Test test;
cout << test.GetN() << endl; //1.通过对象调用成员函数进行访问
cout << Test().GetN() << endl; //2.通过匿名对象调用成员函数进行访问
cout << Test::GetN() << endl; //3.通过类名调用静态成员函数进行访问
return 0;
}
5、静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制。
当静态成员变量设置为private时，尽管我们突破了类域，也不能对其进行访问。
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，有时提供了便利。但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以友元在C++使用不多。
友元函数
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。
对于之前实现的日期类我们现在尝试重载operator<<，但是我们发现没办法将其重载为成员函数，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，即左操作数，但是实际使用中cout需要是第一个形参对象才能正常使用。
内置类型的对象能直接使用cout和cin输入输出，是因为库里面已经将它们的<<和>>重载好了，<<和>>能够自动识别类型，是因为它们之间构成了函数重载。
所以我们要将operator<<重载为全局函数，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
{
// 友元函数的声明
friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
// <<运算符重载
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
out << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day<< endl;
return out;
}
// >>运算符重载
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
in >> d._year >> d._month >> d._day;
return in;
}
注意：其中cout是ostream类的一个全局对象，cin是istream类的一个全局变量，<<和>>运算符的重载函数具有返回值是为了实现连续的输入和输出操作。
友元函数说明：
1、友元函数可以访问类是私有和保护成员，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，不受访问限定符的限制。
4、一个函数可以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。
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非公有成员。
class A
{
// 声明B是A的友元类
friend class B;
public:
A(int n = 0)
:_n(n)
{
}
private:
int _n;
};
class B
{
public:
void Test(A& a)
{
// B类可以直接访问A类中的私有成员变量
cout << a._n << endl;
}
};
友元类说明：
1、友元关系是单向的，不具有交换性。
例如上述代码中，B是A的友元，所以在B类中可以直接访问A类的私有成员变量，但是在A类中不能访问B类中的私有成员变量。
2、友元关系不能传递。
如果A是B的友元，B是C的友元，不能推出A是C的友元。
内部类
概念
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。
- 此时的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区调用内部类。
- 外部类对内部类没有任何优越的访问权限。
- 内部类就是外部类的友元类，即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
- 内部类可以定义在外部类的public、private以及protected这三个区域中的任一区域。
- 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。
- 外部类的大小与内部类的大小无关。
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
class B // B天生就是A的友元
{
public:
void Test(const A& a)
{
cout << k << endl;//OK
cout << a.h << endl;//OK
}
};
private:
static int k;
int h;
};
int A::k = 1;
int main()
{
A::B b;
b.Test(A());
return 0;
}
代码结果：
#include <iostream>
using namespace std;
class A //外部类
{
public:
class B //内部类
{
private:
int _b;
};
private:
int _a;
};
int main()
{
cout << sizeof(A) << endl; //外部类的大小
return 0;
}
代码结果：
匿名对象
概念：是指没有名字的对象实例，它们通常在创建时就被用来执行某个操作或传递给函数，随后立即销毁。匿名对象常用于简化代码、减少临时变量的使用，并能提高代码的可读性。
#include <iostream>
using namespace std;
class PrintMessage
{
public:
// 构造函数，打印传入的消息
PrintMessage(const string& message)
{
cout << message << endl;
}
};
int main()
{
// 使用匿名对象打印一条消息
PrintMessage("Hello, anonymous object!");
// 这行代码创建了一个匿名的PrintMessage对象，打印消息后立即销毁
// 由于匿名对象的生命周期仅限于创建它的表达式内，因此无法在后续代码中引用它
return 0;
}代码结果：
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，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。
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