秒懂C++之类与对象（下）

news2024/12/25 10:01:18

一.static成员

测试：

二.explicit关键字

三.友元（少用）

友元函数：

友元类：

四.内部类（少用）

五.（扩展）编译器的优化

一.static成员

测试：

实现一个类，计算程序中创建出了多少个类对象。
namespace lj
{
	int count = 0;
}
	class A
	{
	public:
		A() { ++lj::count; }
		A(const A& t) { ++lj::count; }
		~A() {  }

	private:
		
	};
	A func()
	{
		A aa;//构造
		return aa;//拷贝构造
	}


	int main()
	{
	
		A aa;//构造
		func();
	
	
		cout << lj::count << endl;//3
	
		return 0;
	}
虽然count准确计算出了A类一共创建了3个对象，但由于全局的特性使其无法再接着计数其他类的对象。

我们尝试不让它作为全局变量，而是放在类里~

这样做会使得每一个创建的对象都有自己的count，无法进行计数叠加。

所以下面引出了static成员进行辅助~

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，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

有两点需要注意：在类内由static修饰的变量不能带有缺省值，因为缺省值是给初始化列表准备的，而初始化列表是去初始化某个对象。但此时被修饰后的count不再是属于每个对象了，而是属于所属类~

因此只能用类内声明，类外定义来初始化。

若我们让count公有化，则可以正常使用count计数，无论是指定域还是指定对象都可以调用

若继续让count私有化，我们就得借助成员函数来帮我们调用了（成员函数是公有的）。

不过这样的成员函数只能靠对象才能调用，无法通过指定域调用。

如果没有aa对象还有两种方案：

要么临时创立一个对象去调用成员函数，不过这样最后的count要减1，因为aa1是我们为了调用而被迫创建的。

要么使用匿名对象——生命周期只有这一行，优点只比有名对象（aa1）节省一行，当然同样要count-1。

不过这些都太麻烦，这也引出了下一个知识点：静态成员函数

静态成员函数中无论是指定域还是指定对象都可以去访问。

普通成员函数一般是通过对象来找到所属域最后访问count，也可以是传递对象地址通过隐藏this指针找到函数中的count。

不过静态成员函数因为没有隐藏this指针因此不能访问函数中的非静态成员变量。

就算是计算类中大小也不会把静态成员变量计入，因为不在对象内，而是静态区中。

总结：使用静态成员变量与静态成员函数会有全局的效果，只不过会被类域和访问限定符限制。

二.explicit关键字

构造函数不仅可以构造与初始化对象， 对于单个参数或者除第一个参数无默认值其余均有默认值 的构造函数，还具有类型转换的作用 。
class A
{
public:
	A(int a)
		:_a(a)
	{

	}
private:
	int _a = 0;
};


int main()
{
	A aa1(1);
	A aa2(2);
	A aa3 = 3;
}
aa1与aa2都可以构造成功，那么aa3呢？

.

内置类型隐式类型转换，所以aa3最后也可以成功构造出来。恰好3为Int类型与构造函数中的形参一致才可以构造成功，若换其他的类型（例如int*）最终会因为没有匹配的构造函数导致对象创建失败。

当然这是没有用explicit关键字 的效果：当我们使用后发现它会让隐式类型转换失效，但它无法限制强制转换。

我们再来尝试一下多参的隐式类型转换

只有d1与d3是符合要求的，而d2那个是逗号表达式，因此初始化不合理。

三.友元（少用）

友元函数：

如果一个全局函数想要访问类里面的私有成员，可以在类内放友元声明。例如我们前面学过的流插入，流提取运算符。

友元类：

即一个类可以去访问另一个类的私有成员~

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;
};

四.内部类（少用）

顾名思义，就是在类的内部再定义一个类。

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;
}
若B类定义为私有，那么类外的A：：bb就无法构建了，只能在类内实例化。