C++初始化列表,staic成员变量

news2024/9/21 11:15:15

初始化列表的引入 

class Stack
{
public:
	Stack(int capacity)
	{
		_arr = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
		if (_arr == NULL)
		{
			perror("malloc->_newarr");
			return;
		}
		_capacity = capacity;
	}
private:
	int _capacity;
	int _size;
	int* _arr;                      //默认构造函数:
                                    //无参构造函数
};                                  //全缺省构造函数
                                    //自己没有写编译器自动生生成的
                                    //总之:就是不需要传参的就是默认构造函数
class MyQueue
{
public:

private:
	Stack _pushst;
	Stack _popst;
	int _size;
};

代码解释:上面的程序是两个栈实现一个队列的部分代码,在MyQueue类中,自己没有写构造函数,通过前面的知识,我们知道,编译器生成的默认构造函数,对于自定义类型,会去调用他的默认构造函数,对内置类型,没有规定要不要处理

但是,通过上面的代码,Stack里面的构造函数,是需要传递参数的,不是默认构造函数,所以这个时候MyQueue类里面的构造函数,需要自己实现,这时候,就需要使用初始化列表

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。

上面是实现MyQueue类的构造函数,就可以写成下面的形式

class MyQueue
{
public:
	MyQueue()
		:_pushst(4)        //传递参数为4
		,_popst(4),        
		_size(0)           //_size初始化为0
	{
        //_size=0;         //这个这样写也可以
	}
private:
	Stack _pushst;
	Stack _popst;
	int _size;
};

注意事项

注意事项1

类中包含以下的成员,必须在初始化列表初始化

1.const修饰的成员变量

2.引用

3.自定义类型,其没有默认构造函数

4.初始化列表可以理解成为变量初始化的地方

注意事项2

尽量使用初始化列表初始化,因为不管你用不用初始化列表初始化,对于自定义类型,一般会先使用初始化列表初始化,也就是,先走初始化列表,在走函数体里面的

在实践中,我们一般都使用初始化列表初始化,如果不方便的话,我们再使用函数体初始化

比如下面的:

class A
{
public:
	A()
	:_st1(4)
	,_st2(4)
	,_ptr((int*)malloc(40))
	{
		memset(_ptr, 0, 40);
		_size++;
	}
private:
	Stack _st1;
	Stack _st2;
	int* _ptr;
	int _size = 1;
};

1.前面我们学到,类里面的成员变量可以再申明的时候给一个缺省值,其实这个值就是给初始化列表用的,这里的_size=2

2.初始化列表括号里面很自由,里面可以写函数,可以操作符号,比如 1+1之类的,以上面的malloc函数之类的,虽然这个不常用

3.上面类里面的构造函数花括号里面的是无法写再初始化列表里面的,这个时候只能写再“{}”里面

注意事项3

成员变量在类中的声明顺序就是在初始化列表中的初始化顺序,和在初始化列表中的初始话顺序无关

class A
{
public:
	A(int a)
		:_a1(a)         
		,_a2(_a1)           
	{

	}
	void Print()
	{
		cout << "_a1->" << _a1 << endl;
		cout << "_a2->" << _a2 << endl;
	}
private:
	int _a2;
	int _a1;
};


int main()
{
	A a(1);
	a.Print();
	return 0;
}

这个程序的运行结果又以下几种:

A. 输出1  1
B.程序崩溃
C.编译不通过
D.输出1  随机值

正确的答案是选D

上面的程序,先声明的是_a2,再申明的是_a1,所以先执行的是:_a2(_a1),但是这个时候_a1还是一个随机值,所以,_a2自然也是一个随机值,然后再执行_a1(a)

所以,在类中,我们在初始化列表的时候,一定要严格按照变量申明的顺序来写

隐藏类型转换

单参数构造

下面有一个程序:

class A
{
public:
	A(int a)
		:_a(a)
	{

		cout << "A()" << endl;
	}
	A(const A& a)
	{
		_a = a._a;
	}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	A a(1);
	//拷贝构造
	A b = a;

	//隐式类型转换
	a = 2;
	return 0;
}

上面的隐式类型装换处的,a是一个类,2是一个常量,其中,3构造出一个a类型的临时对象,这个临时对象在赋值拷贝给a对象

程序运行结果:

值得注意的是,编译器遇到连续构造,加上拷贝构造的话,会直接优化成为直接构造,比如下面的语句,所以上面的结果只显示直接构造的函数结果

重点

如果将上面添加一个引用,就要在前面添加一个const

int b=3;

const A&a=b;

因为3在这里构造出了一个A的临时对象,但是由于临时对象具有常性,所以要在前面的加上一个const,但是,下面的就不一样了

int a=1;

double b=a; 

这里的a是int 类型的,b是double类型的,这中间也涉及到隐式类型转换,但是double前面为什么不加上const嘞?

因为引用涉及到权限的放大和缩小,你对别名进行操作是会改变原变量的,但是你对上面的double b进行操作是不会影响a变量的

多参数

如果A类对象自定义类型有两个及其两个以上,该怎么办?

class A
{
public:
	A(int a,int b)
		:_a1(a)
		,_a2(b)
	{
		cout << "A(int a,int b)" << endl;
	}
private:
	int _a1;
	int _a2;

};

int main()
{
	A a = {1,2};

	return 0;
}

直接用一个花括号括起来,但是,对于这种隐式类型转换,必须要有相应的构造函数,

这里构造函数,都不能 将_a1和_a2构造出来

隐式类型转化的实践

有人可能质疑,这个也太麻烦了,有什么用,下面是一个例子

class A
{
public:
	A(int a)
		:_a(a)
	{

	}
private:
	int _a;
};

class Stack
{
public:
	void push(const A& a)
	{

	}
};

int main()
{
	Stack st;
    //第一种
	A a(1);
	st.push(a);
    //第二种
	st.push(2);
	
	return 0;
}

上面有两种push的方法,第一种是先构造出A类的对象,再传A类的对象过去,第二种是直接传递一个值,很明显,第二种更方便

对于多种参数的Push,用下面的、

st.push({1,2........});

explicit关键字

如果你不想要隐式类型转换的发生,你可以再构造函数的前面加上一个explicit关键字

static成员变量

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

比如下面的

class A
{
public:
	A(int a=1)
	{
		_a = a;
	}
private:
	int _a;
	static int _b;
};

//在类的外面定义
int A::_b = 1;

int main()
{
	return 0;
}
class A 
{
private:
    int _a=1;       //直接给缺省值
    static int _b;

};

int A::_b=1;

int main()
{
    
    return 0;
}

为什么这个变量只能在类的外面定义,而不能使用缺省值嘞?

因为该变量是静态成员变量,不是在类里面,而是在静态区的,缺省值是用于初始化列表的,

static成员函数

static成员函数就是在函数的前面加上一个static关键字,该成员函数没有this指针,只能访问静态成员

class A
{
	static int Get_a()
	{
		return _a;
	}
private:
	static int _a;
};

int A::_a = 0;

一个程序

class A
{
public:
	A()
	{
		_scount++;
	}
	A(const A& a)
	{
		_scount++;
	}
	~A()
	{
		_scount--;
	}
	static int count()
	{
		return _scount;
	}
private:
	static int _scount;
};

int A::_scount = 0;

int main()
{
	A a1;
	A a2;
	A a3 = a1;
	A a4(a3);
	cout<<a1.count()<<endl;
	return 0;
}

运行结果:

通过这个程序,可以知道创建了多少个对象

友元

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。

比如我们之前学的日期类:

class Date
{
	friend ostream&operator<<(ostream& _cout,const Date& d);
	friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:
	Date(int year = 1990, 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 << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;
	return _cout;
}

istream& operator>>(istream& _cin, Date& d)
{
	_cin >> d._year >> d._month >> d._day;
	return _cin;
}

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

输出结果:

 在之前的博客里面,我们探讨了为什么不像下面一样写

void operator<<(ostream& out)
{
	out << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
}

因为调用的时候就是像下面一样调用

d<<(cout);
d.operator<<(cout);

这不符合我们的逻辑

友元类

友元类就是一个类是另一个类的朋友,但是应该满足以下几个性质

1.友元是单向的,就好比生活中,你把别人当成朋友,别人可不把你当成朋友

比如下面的,Date类是Time类的友元,那么就说明Date是Time的朋友,但是Time就不是Date的朋友,Date可以访问Time里面的私有成员,但是Time不可以访问Date里面的私有成员

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;
};
class Time
{
	friend class Date; 
public:
	Time(int hour = 0, int minute = 0, int second = 0)
		: _hour(hour)
		, _minute(minute)
		, _second(second)
	{}
private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};

2.友元关系不能传递
如果C是B的友元, B是A的友元,则不能说明C时A的友元

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;
}

匿名对象

一般我们定义类的时候在使用的时候都会初始化,这种叫做有名对象,有的时候我们不会定义对象,这种叫做匿名对象

并且匿名对象的生命周期只在本行,比如下面的程序

在上面的程序中,定义了一个有名对象和匿名对象,通过程序运行的结果来看,匿名对象在创建的时候调用了构造函数立马就调用的析构函数,这就说明匿名对象的生命周期只有一行

匿名对象在下面的场景中很好用 

class Solution {
public:
	int Sum_Solution(int n) {
		//...
		return n;
	}
};

int main()
{
    Solution s1;
    s1.Sum_Solution(10);

	Solution().Sum_Solution(10);


	return 0;
}

上面的函数调用有些人喜欢用有名对象来调用,但是有些人喜欢用匿名来调用,因为这样写只要写一行,更加方便

拷贝对象是的一些编译器的优化

传值传参

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		:_a(a)
	{
		cout << "A(int a)" << endl;
	}
	A(const A& aa)
		:_a(aa._a)
	{
		cout << "A(const A& aa)" << endl;
	}
	~A()
	{
		cout << "~A()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};

void f1(A aa)
{

}
void f2(A& aa)
{

}
int main()
{
	
	A a1;                 //构造
	f1(a1);               //拷贝构造一个临时对象,函数结束的时候再销毁
	cout << endl;
	return 0;
}

运行结果

之前我们说过,传值传参的时候,实参会拷贝构造一个临时对象给形参, 函数调用的时候再销毁就会调用析构函数

引用传参

引用传参和传值传参就不一样,因为形参是实参的别名,所以是没有拷贝构造的

void f2(const A& aa)
{

}
int main()
{
	
	A a1;
	f2(a1);
	cout << endl;
	return 0;
}

运行结果

 连续的构造+拷贝构造

连续的构造加拷贝构造时,编译器会直接优化成为直接构造

void f1(A aa)
{

}

nt main()
{
	
	f1(2);
	return 0;
}

运行结果:

以下的几个场景都是构造加上拷贝构造的场景

void f1(A aa)
{

}

int main()
{
	
	A aa1;
	f1(aa1);

	A aa3 = 3;
	return 0;
}

 值得注意的是,编译器可能会优化,但是有的编译器可不会

连续的拷贝构造

连续的拷贝构造可能会优化成为一个拷贝构造,有的编译器可能会优化得更大

A f3()
{
	A aa;
	return aa;
}

int main()
{
	
	A ret = f3();
	return 0;
}

这里是构造+拷贝构造+拷贝构造

 运行结果:

这里直接优化成为了直接构造

包含赋值构造重载的 

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