C++ 类与对象(四)构造函数2、static成员、友元、内部类
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2024-03-28 18:16:50
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1. 再谈构造函数

1.1 构造函数体赋值

1.2 初始化列表

1.3 explicit关键字

2. static成员

2.1 概念

2.2 特性

3. 友元

3.1友元函数

3.2 友元类

4. 内部类


1. 再谈构造函数

1.1 构造函数体赋值

在创建对象时,编译器通过调用构造函数,给对象中各个成员变量一个合适的初始值
class Date
{
public:Date(int year, int month, int day){
//构造函数体中的语句只能将其称为赋初值,而不能称作初始化_year = year;_month = month;_day = day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
上述构造函数调用之后,对象中已经有了一个初始值,但是不能将其称为对对象中成员变量的初始化 。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

1.2 初始化列表

初始化列表位置才是真正的对成员变量进行初始化的位置,构造方法体内部只是赋值

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。
public:Date(int year, int month, int day): _year(year), _month(month), _day(day){}
【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     自定义类型成员(如果没有无参或者全缺省的构造方法 ,且该类没有默认构造函数时)
public:B(int a, int ref):_aobj(a),_ref(ref),_n(10){}
private:A _aobj; // 没有默认构造函数int& _ref; // 引用const int _n; // const

 解决办法:

a.用户可以将Time类的构造方法给全缺省的或者给Time定义无参构造方法(不推荐,Time类可能是其他人写的)

b.将_t成员放在Date构造方法初始化列表的位置进行初始化

3. 尽量使用初始化列表初始化,因为不管你是否使用初始化列表,对于自定义类型成员变量,一定会先使 用初始化列表初始化 (1)初始化列表可以不写,不写不代表编译器不执行 (2)如果不写对于内置类型的成员变量编译器用随机值初始化 对于自定义类型的成员变量,编译器会调用无参或者全缺省的构造方法初始化 如果没有无参或者全缺省,则报错(解决方法,修改time类添加无参或全缺省,不推荐,因为可能不是自己写的)(解决方法,Date类初始化类表显示给出,然后调用Time类带有参数的构造方法初始化_t) 4. 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 如下:
class Date
{
public:Date(int year, int month): _year(year), _month(_day), _day(month){}void Print()const{cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1(2022, 11);d1.Print();return 0;
}

代码如上时候,声明次序为

 

此时初始化顺序与之一样,为:

 在第二步时,因为_day还没有初始化,所以_month初始化随机,结果如下

 但是只需要改变声明顺序

private:int _year;int	 _day;int _month;

此时结果为   2022/11/11

建议:尽量避免使用成员变量初始化其他成员变量

1.3 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 Date
{
public:// 1. 单参构造函数,没有使用explicit修饰,具有类型转换作用// explicit修饰构造函数,禁止类型转换---explicit去掉之后,代码可以通过编译explicit Date(int year):_year(year){}/*// 2. 虽然有多个参数,但是创建对象时后两个参数可以不传递,没有使用explicit修饰,具有类型转
换作用// explicit修饰构造函数,禁止类型转换explicit Date(int year, int month = 1, int day = 1): _year(year), _month(month), _day(day){}*/Date& operator=(const Date& d){if (this != &d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}return *this;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
void Test()
{Date d1(2022);// 用一个整形变量给日期类型对象赋值// 实际编译器背后会用2023构造一个无名对象,最后用无名对象给d1对象进行赋值d1 = 2023;// 将1屏蔽掉,2放开时则编译失败,因为explicit修饰构造函数,禁止了单参构造函数类型转换的作用
}
用explicit修饰构造函数,将会禁止构造函数的隐式转换

2. static成员

2.1 概念

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 面试题:实现一个类,计算程序中创建出了多少个类对象
private://普通成员变量int _year;int _month;int _day;
public://静态成员变量//静态成员变量在类中只是声明,必须要拿到类外进行定义static int _count;	
};//类中静态成员变量在类外定义时:
//1.必须在成圆变量前加类名
//2.在类外定义不需要在加static
int _count = 0;

2.2 特性

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

 

【问题】 1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗? 答:不可以 2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗? 答:可以,静态成员方法也是类的成员方法 注意:构造方法、拷贝构造方法,析构函数,赋值运算符重载,这些都不能被static修饰 拿构造方法测试,如以下两图,都是错误的

 

 

3. 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:友元函数友元类

3.1友元函数

问题:现在尝试去重载operator<<,然后发现没办法将operator<<重载成成员函数。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也就是左操作数了。但是实际使用中cout需要是第一个形参对象,才能正常使用。所以要将operator<<重载成全局函数。但又会导致类外没办法访问成员,此时就需要友元来解决。operator>>同理 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。
class Date
{
public:Date(int year, int month, int day): _year(year), _month(month), _day(day){}int GetYear()const{return _year;}int GetMonth()const{return _month;}int GetDay()const{return _day;}//PrintDate现在就是Date的友元函数//可以在PrintDate中访问Date类中的私有变量friend void PrintDate(const Date& d);private:int _year;int _month;int _day;
};void PrintDate(const Date& d)
{//私有成员变量不能在类外直接访问//cout<
说明: 友元函数可访问类的私有和保护成员,但不是类的成员函数 友元函数不能用const修饰 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 一个函数可以是多个类的友元函数 友元函数的调用与普通函数的调用原理相同

3.2 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。 A.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。 B.友元关系不能传递 如果B是A的友元,C是B的友元,则不能说明C时A的友元。 C.友元关系不能继承,后需要学习继承位置
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;
};

4. 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

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