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从零开始的c++之旅——C++ 类和对象(下)

1.深入理解构造函数

        之前实现的构造函数,初始化成员变量的方式为函数体内部赋值,但构造函数还有一种初始
        化方式,也是比较常用的方式,即初始化列表。

初始化列表

        初始化列表以“  : ”开始,“  ,”作为分隔的数据成员列表,每个成员变量后面跟一个放在括号
        里的表达式。

class Date
{
public:
 Date(int year, int month, int day)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
 
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};

初始化列表注意事项

        • 每个成员变量在初始化列表中只能出现⼀次,语法理解上初始化列表可以认为是每个成员变
           量定义 初始化的地⽅。

        • 引⽤成员变量,const成员变量,没有默认构造的类类型变量,必须放在初始化列表位置进
          ⾏初始 化,否则会编译报错。

        • C++11⽀持在成员变量声明的位置给缺省值,主要是给没有显⽰在初始化列表初
          始化的 成员使⽤的。

        • 尽量使⽤初始化列表初始化,因为那些不在初始化列表初始化的成员也会⾛初始化列表,
          如果这 个成员在声明位置给了缺省值,初始化列表会⽤这个缺省值初始化。如果你没有给缺
          省值,对于没 有显⽰在初始化列表初始化的内置类型成员是否初始化取决于编译器,C++并
          没有规定。对于没有 显⽰在初始化列表初始化的⾃定义类型成员会调⽤这个成员类型的默认
          构造函数,如果没有默认构 造会编译错误。

         • 初始化列表中按照成员变量在类中声明顺序进⾏初始化,跟成员在初始化列表出现的的先
           后顺序⽆ 关。建议声明顺序和初始化列表顺序保持⼀致。

以下用一张图来表明初始化列表的逻辑

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;
	}

	Date* operator&()
	{
		return nullptr;
	}

	const Date* operator&() const
	{
		return this;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

2.类型转换

        C++支持内置类型的隐式类型转换为类类型对象,但是需要有相关内置类型为参数的构造函数
        这为我们实例化对象提供了便利。

        在构造函数之前加上explicit关键字改类型就不再支持隐式类型转换。

        类类型的对象之间也支持隐式类型转换,同样的需要对应的构造函数。

class A
{
public:
	A(int a1)
		:_a1(a1)
	{}

	A(int a1, int a2)
		:_a1(a1)
		, _a2(a2)
	{}
	void Print()
	{
		cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
	}
	int Get() const
	{
		return _a1 + _a2;
	}
private:
	int _a1 = 1;
	int _a2 = 2;
};
class B
{
public:
	B(const A& a)
		:_b(a.Get())
	{}
private:
	int _b = 0;
};
int main()
{
	A aa1 = 1;
	aa1.Print();
	const A& aa2 = 1;
	A aa3 = { 2,2 };
	B b = aa3;
	const B& rb = aa3;
	return 0;
}

其中需要注意的点是,A& 对象的隐式类型转换,是先产生一个临时对象,再用这个临时对象拷贝构造A& 的对象,由于临时对象具有常性,使用const A& 到 A&的过程中涉及权限的放大,因此要加上const修饰,即  const A&  aa2 = 1。const B& rb = aa3 的原理于上述相同

3. static成员

        ⽤static修饰的成员变量,称之为静态成员变量。

static成员特点

        1. 静态成员变量⼀定要在类外进⾏初始化。

        2.态成员变量为所有类对象所共享,不属于某个具体的对象,不存在对象中,存放在静态区。

        3.⽤static修饰的成员函数,称之为静态成员函数,静态成员函数没有this指针。

        4. 静态成员函数中可以访问其他的静态成员,但是不能访问⾮静态的,因为没有this针。 

        5.⾮静态的成员函数,可以访问任意的静态成员变量和静态成员函数。

        6.突破类域就可以访问静态成员,可以通过类名::静态成员 或者 对象.静态成员 来访问静态成
           员变量 和静态成员函数。

        7.静态成员也是类的成员,受public、protected、private访问限定符的限制。

        8.静态成员变量不能在声明位置给缺省值初始化,因为缺省值是个构造函数初始化列表的,静
           态成员 变量不属于某个对象,不⾛构造函数初始化列表。

4.友元

        友元提供了⼀种突破类访问限定符封装的⽅式,友元分为:友元函数和友元类,在函数声明
        或者类 声明的前⾯加friend,并且把友元声明放到⼀个类的⾥⾯。

友元的特点:

        1.外部友元函数可以访问类私有和保护成员,但友元函数仅仅是是一种声明,而非类的成员函
           数

        2.友元函数不受访问限定符的限制,可以在类定义的任何地方声明

        3.一个函数可以是多个类的友元函数

        4.友元类中的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私有和保护成
           员。

        5.友元类的关系是单向的,⽐如A类是B类的友元,但是B类不是A类的友元。

        6.友元类关系不能传递,如果A是B的友元,B是C的友元,但是A不是C的友元。

        7.友元虽然提供了便利,但是增加了耦合度,破坏了封装,不宜多用

友元的运用场景

        类的成员函数第一个参数都默认为this指针,这样才能访问到类的成员变量,但是当我们在实
        现日期类的时候会发现一个问题,当我们尝试重载流插入是,其第一个参数并不是this指针,
        这时候我们就可以将其声明为友元函数,在类外部定义。

5. 内部类

        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。

内部类的特点


        独立性:内部类是一个独立的类,不隶属于外部类。
        访问权限:内部类可以定义在外部类的任何访问级别中,其访问外部类成员的权限取决于其
        自身的定义位置。
        访问外部类成员:内部类可以直接访问外部类的static和enum成员,但不能直接访问外部类
        的非静态成员。
        大小关系:内部类的大小与外部类无关,sizeof(外部类)不会包括内部类的大小。
        创建方式:内部类的对象可以通过外部类的作用域限定符创建,例如外部类名::内部类名。
        生命周期:内部类的对象可以在栈上或堆上创建,其生命周期取决于创建方式。

内部类的妙用

        求1+2+3+…+n,要求不能使用乘除法、for、while、if、else、switch、case等关键字及条件
        判断语句(A?B:C)。

class Solution {
public:
    class B
    {
    public:
        B()
        {
            ret +=i;
            ++i;
        }

    };
int Sum_Solution(int n) {
    B a[n];

    return ret;
}

private:
static int ret ;
static int i;
};


int Solution:: ret = 0;
int Solution:: i = 1;

6.匿名对象

        用类型(实参)定义出来的对象叫做匿名对象,相⽐之前我们定义的类型对象名(实参)定义
        出来的 叫有名对象

        匿名对象⽣命周期只在当前⼀⾏,⼀般临时定义⼀个对象当前⽤⼀下即可,就可以定义匿名
        对象。

        比如当我们在使用写模板的失手,模板写成的类,其构造函数需要缺省值,我们就可以用匿
        名对象作为缺省值。

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