目录
- 前言
- 一、再谈构造函数
- 1. 构造函数体赋值
- 2. 初始化列表
- 3. 初始化列表初始化顺序
- 4. 初始化隐式类转换
- 二、static成员
- 1. 概念
- 2. 特性
- 三、 友元
- 1. 友元函数
- 2. 友元类
- 四、内部类
- 总结
前言
C++再谈构造函数、隐式类型转换、static成员、友元函数、内部类等的介绍
一、再谈构造函数
1. 构造函数体赋值
class Date
{
public:
Date(int year = 1945, int month = 8, int day = 15)
{
_year = year;
_month = month;
_day - day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
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。
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。
2. 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。
初始化列表书写在构造函数的函数名下面一行。如下：
class Date
{
public:
Date(int year = 1945, int month = 8, int day = 15)
: _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中只能出现一次(初始化只能初始化一次)
- 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(且该类没有默认构造函数时)
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
A(int a)
{
_a = a;
}
private:
int _a;
};
class B
{
public:
B(int a, int ret)
: _aobj(a)
, _ret(ret)
, _n(10)
{}
private:
A _aobj; // 没有默认构造函数
int& _ret; // 引用
const int _n; // const修饰
};
int main()
{
B b1(20, 30);
return 0;
}
注意：
没有默认构造函数是： 没有编译器默认生成的构造函数，没有全缺省参数的构造函数，没有无参的构造函数。
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。c++11的补丁，可以对内置类型声明设置缺省值，本质上是在初始化列表中进行初始化的。
3. 初始化列表初始化顺序
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。
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
A(int a)
: _a2(a) // 本意上，希望先给_a2赋值，再将_a2赋值给_a1，初始化列表的顺序与声明的顺序一致
, _a1(_a2) // 所以先将_a2（此时_a2是随机值）赋值给_a1,再将 a 赋值给_a2
{}
private:
int _a1;
int _a2;
};
int main()
{
A a(10);
return 0;
}
本意上，希望先给_a2赋值，再将_a2赋值给_a1，初始化列表的顺序与声明的顺序一致
所以先将_a2（此时_a2是随机值）赋值给_a1,再将 a 赋值给_a2，结果如下：
4. 初始化隐式类转换
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
A(int a)
: _a(a)
{}
private:
int _a;
};
int main()
{
A aa1(10);
A aa2 = 10;
return 0;
}
- A aa1(10)，这种方式是直接调用构造函数进行初始化。
- A aa2 = 10, 这种方式是隐式类型转换。
先使用构造函数将10转换为A类型，产生一个临时对象；
再调用拷贝构造函数将临时对象拷贝给aa2。
但是编译器基本都会优化，用10直接进行构造。
如上图：
先调用构造函数将10构造为一个临时的对象。
临时对象具有常性 所以10构造的临时对象类型为 const A。
使用拷贝构造将临时对象拷贝给A& aa3，类型权限放大了所以会报错。加const修饰则可以完成。
若要限制隐式类型转换，可以在构造函数前加 explicit 关键字
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
explicit A(int a)
: _a(a)
{}
private:
int _a;
};
int main()
{
A aa1 = 2;
return 0;
}
二、static成员
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。
注意：
成员变量属于每一个类，存储在对象里边
静态成员变量属于类，为所有类实例化产生的对象共享。存储子啊静态区。
例如：写一个类计算创建了多少个类对象
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
A() { ++_source; }
A(const A& a) { ++_source; }
~A() { --_source; }
void Init()
{
}
static int GetSource() {
return _source;
}
private:
static int _source;
};
// static修饰的成员变量在类外进行初始化
int A::_source = 0;
A a1;
void Func()
{
A a3;
cout << __LINE__ << ":" << A::GetSource() << endl;
}
int main()
{
cout << __LINE__ << ":" << A::GetSource() << endl;
A a2;
cout << __LINE__ << ":" << A::GetSource() << endl;
Func();
cout << __LINE__ << ":" << A::GetSource() << endl;
return 0;
}
2. 特性
- 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
- 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
- 类静态成员即可用 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，受public、protected、private 访问限定符的限制
注意：
- 静态成员函数不可以调用非静态成员函数,因为成员函数调用需要this指针，但是静态成员函数没有this指针。
- 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数
设计一个类，在类外面只能在栈上创建类对象
设计一个类，在类外面只能在堆上创建类对象
// 设计一个类，在类外面只能在栈上创建类对象
// 设计一个类，在类外面只能在堆上创建类对象
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
static A GetStackObj()
{
A aa;
return aa;
}
static A* GetHeapObj()
{
A aa;
return new A;
}
private:
A()
{}
private:
int _a;
};
int main()
{
A::GetStackObj();
A::GetHeapObj();
return 0;
}
三、 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
1. 友元函数
日期类中需要重载operator<<，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。
参考： 日期类的完整实现
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。
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
- 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
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
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。
#include <iostream>
using namespace std;
class Time
{
// 将Date类设置为Time类的友元类
friend class Date;
public:
Time(int hour = 8, int minute = 30, int second = 30)
: _hour(hour)
, _minute(minute)
, _second(second)
{
}
private:
int _hour;
int _minute;
int _second;
};
class Date
{
public:
Date(int year = 1368, int month = 1, int day = 4)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{
}
// 在Date类中可以直接访问修改time类中的三个私有成员变量
void SetTimeofDate(int hour, int minute, int second)
{
_t._hour = hour;
_t._minute = minute;
_t._second = second;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
Time _t;
};
int main()
{
return 0;
}
四、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（内部类是外部类的“天然”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。
特性：
- 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。
- 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。
- sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系。
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
private:
static int k;
int _a;
public:
A(int a = 100)
: _a(a)
{}
class B
{
private :
int b;
public:
void foo(const A& a)
{
cout << k << endl;
cout << a._a << endl;
}
};
};
int A::k = 666;
int main()
{
A a1; // 创建a1对象与类B无关
// B b; // 不能直接使用类B创建实例化对象
A::B b1; // 要使用B实例化对象需要采用这种形式
b1.foo(a1);
return 0;
}
总结
C++再谈构造函数、隐式类型转换、static成员、友元函数、内部类等的介绍
