类与对象整理(下)
创始人
2024-06-02 21:14:52
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1. 深入构造函数

1 )构造函数体赋值

​2) 初始化列表

3 )explicit关键字

2. Static成员

1 )概念

2) 特性

3. 友元

1 )友元函数

2 )友元类

4. 内部类

5.匿名对象

1)概念

2)生命周期

6.拷贝对象时的一些编译器优化


1. 深入构造函数

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。
虽然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,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。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。

而成员变量的初始化是通过初始化列表完成的。


2) 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。

class Date
{
public:Date(int year, int month, int day): _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(且该类没有默认构造函数时)

class A
{
public:A(int a):_a(a){}
private:int _a;
};
class B
{
public:B(int a, int ref):_aobj(a), _ref(ref), _n(10){}
private:A _aobj; // 没有默认构造函数  ,如果不指定初始化,系统自动调用默认构造函数将报错:找不到合适的默认构造函数int& _ref; // 引用  因为引用定义时必须初始化const int _n; // const    因为const类的变量定义时必须初始化它是谁的别名
};

3. 尽量使用初始化列表初始化,因为不管你是否写了初始化列表,系统对自定义对象初始化都是固定走的初始化列表。

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,与其写在初始化列表中的先后
次序无关。
 

3 )explicit关键字

构造函数不仅可以构造和初始化对象,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。
 

 上述代码可读性不是很好,用explicit修饰构造函数,可以禁止构造函数的隐式转换,这样的代码将会报错。 

 

 拓展:c++11里面支持超过一个参数时也可以使用类型转换来赋值,格式为{参数1,参数2,……}。c++98里只支持一个参数进行类型转换赋值。

 


2. Static成员

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。static成员属于所有对象共有的,属于整个类。静态成员变量一定是在类外进行初始化的。
练习题:实现一个类,计算程序中创建出了多少个类对象。

class  A
{
public:A() { ++_scount; }A(const A& t) { ++_scount; }~A() { --_scount; }static int GetACount() { return _scount; }
private:static int _scount;
};
int A::_scount = 0;
void TestA()
{cout << A::GetACount() << endl;A a1, a2;A a3(a1);cout << A::GetACount() << endl;
}

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?
2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗?
 


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:友元函数和友元类
 

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。

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。

class Date
{friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:Date(int year = 1900, 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 << "-" << d._month << "-" << d._day;return _cout;
}
istream& operator>>(istream& _cin, Date& d)
{_cin >> d._year;_cin >> d._month;_cin >> d._day;return _cin;
}
int main()
{Date d;cin >> d;cout << d << endl;return 0;
}

注意:

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,它不是类成员函数没有this指针。
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。

2 )友元类

如果声明了友元类,友元类的所有成员函数都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。比如下面的Time类和Date类,在Time类中声明Date类为其友元类,那么可以在Date类中的所有函数都是Time类的友元函数。
友元关系是单向的,不具有交换性。
比如下面的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。
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是A的友元。
友元关系不能继承

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。内部类会受类域的限制。


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。外部类对内部类没有任何优越的访问权限。(可以class::staticvar   class.commonvar  来访问)
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。

 


5.匿名对象

1)概念

匿名对象(也称临时对象),一般系统自动生成的,如你的函数返回一个对象,这个对象在返回时会先生成一个临时对象,再类型转换时也会先产生临时对象。我们也可以主动生成匿名对象。

class a{
……
};A aa1();  //报错
// 不能这么定义对象,因为编译器无法识别它是一个函数声明,还是对象定义。A();
// 但是我们可以这么定义对象,此时该对象没有名字,叫匿名对象,特点是不用取名字,// 匿名对象使用场景
A fun
{A ret(1);return ret;//等价于 return A(1);  此时返回匿名对象
}

2)生命周期

一般来说,它的生命周期只有定义的那一行,执行到下一行他就会自动调用析构函数。

但是当有引用指向该匿名对象时,编译器会保留该匿名对象,此时生命周期随着该引用的结束而结束。

class A{

……}

A& pa=A(1); 

 //pa是匿名对象别名,此时匿名对象不会只有一行的生命周期,因为pa会对其修改等


6.拷贝对象时的一些编译器优化

以类A为例:

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& operator=(const A& aa){cout << "A& operator=(const A& aa)" << endl;if (this != &aa){_a = aa._a;}return *this;}~A(){cout << "~A()" << endl;}
private:int _a;
};

第一类:构造+拷贝构造->优化为直接构造

 第二类:连续的拷贝构造+拷贝构造->优化为直接构造

 第三类:构造+两次拷贝构造->优化为直接构造

注:拷贝构造再赋值重载不能优化

对象返回总结:
1、接收返回值对象,尽量使用拷贝构造方式接收,不要使用赋值接收

2、函数中返回对象时,尽量返回匿名对象。
函数传参总结:
尽量使用const &传参
 

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