超详解C++类与对象（下）

news2024/10/23 19:12:25

目录

1. 初始化列表 

1.1. 定义

2.2. 注意

2. 隐式类型转换

2.1. 内置类型

2.2. 自定义类型 

2.3. explicit关键字

 3.类的静态成员 

2.1. 定义

2.2. 注意

4.const成员函数

5. 友元 

5. 1友元函数

5.2. 友元类 

6. 内部类 

6.1. 定义

6.2. 注意

7. 匿名对象

7.1匿名对象

7.2延长生命周期的匿名对象 

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1. 初始化列表 

1.1. 定义

初始化列表作用与构造函数类似，它是在构造函数中以一个冒号开始，接着是以逗号分隔的数据成员列表，每个数据成员后面跟一个放在括号中的初始化式。

下面我们还是以一个日期类来示范： 

class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{
	 //...
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d(2024,10,23);
	d.Print();
	return 0;
}

 

2.2. 注意
  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)。
  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，const成员变量（const成员变量（也称为常量成员变量）需要在定义时进行初始化。这是因为const成员变量一旦被初始化之后，其值就不能被修改。因此，编译器需要确保在对象被创建时，这些常量成员变量就已经有了确定的初始值。），自定义类型成员(且该类没有默认构造函数时)。因为这些变量都需要在定义时初始化。
class A
{
public:
	A(int a)
		:_a(a)
	{}
private:
	int _a;
};
class B
{
public:
	B(int a, int ref)
		:_b(a)
		, _ref(ref)
		, _n(3)
	{}
private:
	A _b; // 没有默认构造函数
	int& _ref; // 引用
	const int _n; // const常量
};
  1. 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。

 

class A
{
public:
	A(int a)
		:_a1(a)
		, _a2(_a1)
	{}
	void Print() 
	{
		cout << _a1 << endl;
		cout << _a2 << endl;
	}
private:
	int _a2;
	int _a1;
};
int main()
{
	A aa(1);
	aa.Print();
}//输出？？

 

 

2. 隐式类型转换

在学习C语言时我们就明白，当我们进行赋值时，如果赋值两边的类型不同时就可能发生隐式类型转换。

2.1. 内置类型

在发生隐式类型转换时，如果都是内置类型就会先开辟一个临时变量，再将右操作数强制类型转换为左操作数的类型，最后用这个临时变量对左操作数进行赋值。注意：这个临时变量具有常性，不可修改。

int main()
{
	double j = 1.1;
	int i = j;//隐式类型转换
	int& a = j;//error
	const int& b = j;//ok
	return 0;
}

因为临时变量具有常性，所以无法被修改。如果赋值给普通引用就会造成权限的放大，所以只能用常引用。 

2.2. 自定义类型 

如果将一个内置赋值给自定义类型，那么编译器也会先创造一个自定义类型的**临时变量，**然后用这个内置类型调用构造函数对临时变量初始化，最后用这个临时变量对左操作数进行拷贝构造。。注意：这个临时变量也具有常性，不可修改。 

 

class Date
{
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1 = 2023;//发生隐式类型转换
	Date d2 = { 2023,2 };
	d1.Print();
	d2.Print();
	return 0;
}
2.3. explicit关键字

用explicit修饰构造函数，将会禁止构造函数的隐式转换。

class Date
{
public:
	explicit Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1 = 2023;//发生隐式类型转换
	Date d2 = { 2023,2 };
	d1.Print();
	d2.Print();
	return 0;
}

 

 3.类的静态成员 

2.1. 定义

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。

class A
{
public:
    static int Print()//静态成员函数
	{
		cout << "Print()" << endl;
	}
private:
	static int _a;//静态成员变量
};
2.2. 注意
  1. 静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制。
  2. 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。所以可以通过类名::静态成员或者 对象.静态成员来访问。
wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==

 

class A
{
public:
	static void Print()//静态成员函数
	{
		cout << "Print()" << endl;
	}
private:
	static int _a;//静态成员变量
};
int main()
{
	A a;
	a.Print();
	A::Print();
	return 0;
}

 

3.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。

int A::_a = 1;//类外定义

 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。比如说：静态函数就无法访问非静态函数。

	static void Print()//静态成员函数
	{
		cout << "Print()" << endl;
		Add(1, 2);//无法访问非静态成员
	}
	int Add(int x, int y)
	{
		return x + y;
	}

但是非静态成员函数能访问静态成员函数。 

	static void Print()//静态成员函数
	{
		cout << "Print()" << endl;
	}
	int Add(int x, int y)
	{
		return x + y;
		Print();
	}

4.const成员函数

将const修饰的成员函数称之为const成员函数，const修饰成员函数放到成员函数参数列表的后
⾯。
• const实际修饰该成员函数隐含的this指针，表明在该成员函数中不能对类的任何成员进⾏修改。
const 修饰Date类的Print成员函数，Print隐含的this指针由Date* const this 变为 const Date* const this

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
// void Print(const Date* const this) const
void Print() const
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
// 这⾥⾮const对象也可以调⽤const成员函数是⼀种权限的缩⼩
Date d1(2024, 7, 5);
d1.Print();
const Date d2(2024, 8, 5);
d2.Print();
return 0;
}

 

5. 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。

5. 1友元函数

有时在类外我们需要访问类中的数据，但由于访问限定符的限制并不能访问私有成员。这时如果一定要访问的话就需要借助我们的友元函数，它的用法十分简单，只用在类中加入friend+该函数的声明。

class Date
{
	friend void Print(const Date& d);//友元函数
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
void Print(const Date&d)
{
	cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl;
}

也能通过在类中声明获取私有元素的返回函数实现： 

class Date
{
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
	int GetYear()const
	{
		return _year;
	}
	int GetMonth()const
	{
		return _month;
	}
	int GetDay()const
	{
		return _day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
void Print(const Date& d)
{
	cout << d.GetYear() << "-" << d.GetMonth() << "-" << d.GetDay() << endl;
}
5.2. 友元类 

除了友元函数外，还有一种友元类。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。与友元函数用法类似：在一个类中声明friend+class+类名 

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
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;
};

1.*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。
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。

6. 内部类 

6.1. 定义

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。并且内部类就是外部类的友元类。

class A
{
public:
	class B//B是A的友元
	{
	private:
		int _m;
	};
private:
	int _a;
	int _b;
};
6.2. 注意
  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。
class A
{
private:
	static int k;
	int h;
public:
	class B // B天生就是A的友元
	{
	public:
		void foo()
		{
			cout << k << endl;//OK
		}
	};
};
int A::k = 1;
int main()
{
	A::B b;
	b.foo();
	return 0;
}

 

7. 匿名对象

7.1匿名对象

匿名对象与C语言中的匿名结构体类似，只有类名，作用域只在匿名对象声明的一行。

class Date
{
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		cout << "Date" << endl;
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	Date(const Date& d)
	{
		cout << "Date(const Date& d)" << endl;
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}
	~Date()
	{
		cout << "~Date()" << endl;
		_year = _month = _day = 0;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date();//匿名对象
	Date d;
	return 0;
}

 

7.2延长生命周期的匿名对象 

      为什么匿名对象用一次就会销毁呢？？本质来说是因为他没有名字，所以没有人能用得了他，就没有存在的意义了

    但是如果我们给他起了一个别名，就有意义了，但是由于匿名对象具有常性，所以必须用const引用。

 

int main()
{
	const Date& dc = Date();//匿名对象也具有常性
	Date d;
	return 0;
}

 

const引用会延长匿名对象的生命周期和他的别名一样 ，使用他的别名就是在使用他！ 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

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