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    yumoz:C++类和对象(3)(构造函数、static成员、内部类、友元

    作者:[db:作者] 时间:2021-07-14 15:42

    1 构造函数

    接着C++类和对象(2)博客中介绍的构造函数继续说一下构造函数还可以怎么玩?
    玩法一:构造函数体赋值

    class Date
    {
    public:
    	//全缺省 构造函数 函数体内赋值
    	Date(int year = 2020, int month = 1, int day = 1)
    	{
             _year = year;
             _month = month;
             _day = day;
    	}
    
    private:
    	int _year;
    	int _month;
    	int _day;
    };
    

    对于构造函数在函数体内赋值,构造函数调用之后,对象中已经有了一个初始值,但不能将其称为类对象的初始化,构造函数体中的语句只能将其作为赋初值,不能作为初始化。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

    玩法二:初始化列表
    初始化列表是以一个冒号开始,接着后面在需要的情况下使用逗号分隔数据成员列表,每个“成员变量”后跟一个放在花括号{}中的初始值或者表达式。

    class Date
    {
    public:
    	//初始化列表初始化
    	Date(int year = 2020, int month = 1, int day = 1)
    		: _year(year)
    		, _month(month)
    		, _day(day)
    	{}
     
    private:
    	int _year;
    	int _month;
    	int _day;
    };
    

    注意:
    1. 每个成员变量在初始化列表中只能出现一下;
    2. 类中包含以下成员,必须放在初始化列表位置中进行初始化:

    1. 引用成员变量
    2. const成员变量
    3. 自定义类型成员(该类型没有默认构造函数)
      (默认构造函数:(不用传参就可以调用的 如:全缺省构造函数,无参数构造函数,编译器自动生成的构造函数))
      在这里插入图片描述
      一些建议:
    • 尽量使用初始化列表初试化,因为对于自定义类型成员变量,一定会先使用初始化列表初试化。
    • 成员变量在类中 声明次序,就是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。

    玩法三:混合初始化列表和函数体内赋值

    class Date
    {
    public:
    	//混着用
    	Date(int year = 2020, int month = 1, int day = 1)
    		: _year(year)
    		, _month(month)
    	{
    		_day = day;
    	}
    
    private:
    	int _year;
    	int _month;
    	int _day;
    };
    

    1.1 关键字explicit

    首先看一下这段程序:

    class A
    {
    public:
    	//没加关键字,转换能发生, A a2 = 2;
    	A(int a = 0)
    		:_a(a)
    	{
    		cout << "A(int a = 0)" << endl;
    	}
    	
    private:
    	int _a;
    };
    
    int main()
    {
    	A a1(1);//调用构造函数
    
    	//含义: 中间产生临时对象 A temp(2) 转换成 A a2(temp)
    	//编译器优化成,直接调用构造函数
    	A a2 = 2;//单参数的构造函数,支持类型转化
    	
    	return 0;
    }
    

    运行结果:
    在这里插入图片描述
    再来分析下面代码及图解:

    class A
    {
    public:
    	//加了关键字,转换不能发生, A a2 = 2;
    	explicit A(int a = 0)
    		:_a(a)
    	{
    		cout << "A(int a = 0)" << endl;
    	}
    
    private:
    	int _a;
    };
    
    int main()
    {
    	A a1(1);//调用构造函数
    
    	//含义: 中间产生临时对象 A temp(2) 转换成 A a2(temp)
    	//编译器优化成,直接调用构造函数
    	A a2 = 2;//单参数的构造函数,支持类型转化
    
    	return 0;
    }
    

    在这里插入图片描述
    发现总结:用explicit修饰的构造函数,将禁止单参构造函数的隐式转换

    2 static成员

    用static修饰的成员变量叫做静态成员变量
    用static修饰的成员函数叫做静态成员函数
    注意:静态成员变量一定要在类外进行初始化
    特性:

    1. 静态成员为所有类对象所共享,不属于某个具体的实例;
    2. 静态成员变量必须在类外定义,定义时不必加static关键字修饰;
    3. 类静态成员即可用类名::静态成员或对象.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. 静态成员和类的普通成员一样,也有公共、保护、私有三种访问级别,也可具有返回值。
    class A
    {
    public:
    	//构造
    	A()
    	{
    		++_n;
    	}
    
    	//拷贝构造
    	A(const A& a)
    	{
    		++_n;
    	}
    	
    	//静态成员函数
    	static int GetN()
    	{
    		return _n;
    	}
    
    private:
    	//静态成员变量
    	//n是存在静态区,属于整个类,也属于类的所有对象
    	static int _n;//只是声明,不在构造函数初始化,类外全局位置初始化
    };
    
    //静态成员变量的初始化
    //不受访问限定符限定,
    int A::_n = 0;
    int main()
    {
    	cout << A().GetN() << endl;
    	return 0;
    }
    

    测试截图:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    注:
    静态成员函数不可调用非静态成员函数。(静态成员函数无this指针)
    非静态成员函数突破类的限制就可以调用类的静态成员函数。

    3 C++11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缺省值
    在这里插入图片描述

    对于上图中绿色框中三种情况,int _a 和 int * _p 属于声明,对应蓝色框中的两个数字,对应的是声明的成员变量缺省值,不是初始化,初始化在别处写。对应紫色框,是自定义类型,在紫色框处初始化。

    4 友元

    友元分为友元函数和友元类。
    友元提供一种突破封装的方式,虽然会带来访问便利,但是也会增加耦合度,破坏封装。

    4.1 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,声明时需要增加friend关键字。

    class Date
    {
    	// 友元函数的声明
    	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
    	friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
    	
    public:
    	//默认构造函数 ,全缺省
    	Date(int year = 2020, int month = 5, int day = 1)
    	{
    		_year = year;
    		_month = month;
    		_day = day;
    	}
    
    private:
    	int _year;
    	int _month;
    	int _day;
    };
    
    // cout << d;
    ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d) 
    {
    	//友元函数使用
    	out << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl;
    	return out;//返回值保证可以连续输出
    }
    
    // cin >> d
    //输入的值需要修改,不要再加想out一样的const
    istream& operator>>(istream& in, Date& d)
    {
    	in >> d._year >> d._month >> d._day;
    	return in;
    }
    
    int main()
    {
    	Date d1, d2(2022, 10, 29);
    	cin >> d1 >> d2;
    	cout << d1 << d2;
    	return 0;
    }
    

    还可以这样玩,小点解释:还可以使用类内的成员函数返回值的方式返回成员变量的值。下面展示一下:

    class Date
    {
    	// 友元函数的声明
    	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
    	friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
    
    public:
    	//默认构造函数 ,全缺省
    	Date(int year = 2020, int month = 5, int day = 1)
    	{
    		_year = year;
    		_month = month;
    		_day = day;
    	}
    
    	//传值返回,不能修改,保证封装有意义
    	int GetYear() const
    	{
    		return _year;
    	}
    	int GetMonth() const
    	{
    		return _month;
    	}
    
    private:
    	int _year;
    	int _month;
    	int _day;
    };
    
    // cout << d;
    ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d) 
    {
    	//使用类内GetYear();GetMonth()
    	out << d.GetYear()<<" ";//类内函数必须是const的
    	out << d.GetMonth();//类内函数必须是const的
    
    	return out;//返回值保证可以连续输出
    }
    
    // cin >> d
    //输入的值需要修改,不要再加想out一样的const
    istream& operator>>(istream& in, Date& d)
    {
    	in >> d._year>>d._month;
    	return in;
    }
    
    int main()
    {
    	Date d1;
    	cin >> d1;
    	cout << d1;
    
    	return 0;
    }
    

    总结:

    1. 友元函数可以访问类的私有和保护成员,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,不受类访问限定符限制;
    4. 一个类可有多个类的友元函数;
    5. 友元函数的调用与普通函数的调用和原理相同。

    4.2 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;

    class Date; //前置声明
    class Time
    {
    	// Date类是Time类的友元类
    	friend class Date