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上一篇博客:【C++初阶】类和对象(三)
文章目录
- 类和对象(四)
- 1. C++11中的成员初始化
- 2. 友元
- 2. 1 友元函数
- 2. 2 友元类
- 3. 内部类
- 4. 匿名对象
- 5.关于拷贝对象时一些编译器优化
- 6. 再次理解面向对象
- 7.总结:
类和对象(四)
1. C++11中的成员初始化
C++11支持非静态成员变量在声明时进行初始化赋值,但是要注意这里不是初始化,这里是给声明的成员变量一个缺省值。
class A
{
public:
void Print()
{
cout << _a << endl;
cout << _p << endl;
}
private:
// 非静态成员变量,可以在成员声明时给缺省值。
int _a = 10;
int* _p = (int*)malloc(4);
static int _n; //静态成员变量不能给缺省值
};
初始化列表是成员变量定义初始化的地方,若是给定了值,就用所给的值对成员变量进行初始化;若没有给定值,则用缺省值进行初始化;若是没有缺省值,则内置类型的成员就是随机值。
因此,缺省值相当于是初始化列表的一个补充。
2. 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,所以友元不宜多用。
2. 1 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。
我们知道C++的<<和>>能够自动识别输入和输出变量的类型,我们使用它们时不必像C语言一样增加数据格式的控制。实际上,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,而<<和>>能够自动识别类型,是因为它们之间构成了函数重载。
比如流插入运算符 << 是一个双操作数,是ostream的类对象
之所以可以自动识别并实现内置类型,是因为:
但自定义类型还是需要我们自己实现:
对于之前实现的日期类,我们尝试重载 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。
在类中实现<<重载,我们无法调换this指针的位置,导致实现出来的重载<<写出来就一定是下面这样子,不符合使用习惯。如下:
所以我们要将operator<<重载为全局函数,全局函数没有this了,就不存在抢占了。但是这样的话,又会面临一个新的问题:类外没办法访问成员变量(operator>>同理)
解决方案:
1.写一个公有的成员函数
int GetYear()
{
return _year;
}
2.用友元来解决
class Date
{
// 友元函数的声明只是声明,全局函数只是被邀请到类里面做客,所以是声明。
friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:
Date(int year = 0, 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。因此,ostream不能加const,否则无法插入内容,const Date 是因为日期类不会改变,防止修改。
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。
2. 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。
3. 内部类
概念:如果一个类定义在另一个类的内部,则这个类被称为内部类。
特性
1、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。
2、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。
3、外部类的大小与内部类的大小无关。
#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;
}
这里外部类A的大小为4,与内部类的大小无关。
注意内部类不能直接获取,就像买一送一,不能直接要求我不买,只要送的那一个:
要先用A去获取
注意内部类也受访问限定符的限制,此时B为private
注意
:
1、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去调用内部类。
2、外部类对内部类没有任何优越的访问权限。
3、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。
4. 匿名对象
匿名对象,顾名思义,该对象没有名字就叫匿名对象。匿名对象重要的性质:
1.匿名对象的生命周期只在定义它的那一行,即用即销毁,到下一行就不存在了
2.匿名对象与临时对象类似,具有常性
3.const引用延长了匿名对象的生命周期,生命周期在当前函数局部作用域(强行续命)
匿名对象看有点多余,但在某些场合下非常适用。比如,我们只想拿到类内部的某个成员的值,或只是想用一下类中的某个成员函数,就可以直接使用匿名对象。
5.关于拷贝对象时一些编译器优化
对于有些场景下,若出现拷贝构造与构造同时出现的情况,编译器可能省略中间的拷贝构造,转化为直接构造。(此种情况取决于不同编译器不同的实现方法)
比如:1个构造+1个拷贝构造优化为——>直接构造。
但如果是分成连续两行写,就不会优化
因此,在写的时候最好写在一行,不影响编译器的优化
6. 再次理解面向对象
可以看出,面向对象其实是在模拟抽象映射现实世界:
7.总结:
今天我们认识并具体学习了类和对象中C++11中的成员初始化、友元、内部类、匿名对象、关于拷贝对象时一些编译器优化的知识,并再次理解面向对象。到这里,类与对象的学习就暂告一段落了。接下来,我们将进行C++内存分配与动态内存管理的学习。希望我的文章和讲解能对大家的学习提供一些帮助。
当然,本文仍有许多不足之处,欢迎各位小伙伴们随时私信交流、批评指正!我们下期见~