C++——类和对象(下)

时间：2024-07-17 07:01:37

文章目录

  • 一、再探构造函数——初始化列表
  • 二、 类型转换
  • 三、static成员
    • 静态成员变量
    • 静态成员函数
  • 四、 友元
    • 友元函数
    • 友元类
  • 五、内部类
  • 六、匿名对象

一、再探构造函数——初始化列表

之前我们实现构造函数时，初始化成员变量主要使⽤函数体内赋值，构造函数初始化还有⼀种⽅式，就是初始化列表。

初始化列表的使⽤⽅式是以⼀个冒号开始，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:
	//初始化列表
	Date(int year)
		:_year(year),_month(12),_day(day + 12)
	{}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
  • 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，没有默认构造函数的类类型成员，必须放在初始化列表位置进⾏初始化，否则会编译报错。 
class A
{
private:
	A(int n)
	{
		val = n;
	}
public:
	int val;
};


class Date
{
public:
	//初始化列表
	Date(int year, int month, int day)
		//定义
		:_year(year), _month(month), _day(day)
	{}
private:
	//声明
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	const int _a;//error
	int& _b;//error
	A _c;//error
};

在这里插入图片描述

  • 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。

  • C++11⽀持在成员变量声明的位置给缺省值，这个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。

#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
	//初始化列表
	Date(int year, int month)
		//定义
		:_year(year), _month(month)
	{}
	void print()
	{
		cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
	}
private:
	//声明
	int _year;
	int _month;
	int _day = 16;
};

int main()
{
	Date d1(2024, 7);
	d1.print();
	return 0;
}

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总结：尽量使⽤初始化列表初始化，因为那些你不在初始化列表初始化的成员也会⾛初始化列表。
在这里插入图片描述

二、 类型转换

C++ 允许从内置类型（如 int, float 等）到类类型的隐式类型转换，但这要求类中必须定义一个接受相应内置类型参数的构造函数。
为了防止不必要的隐式转换，可以在构造函数声明前使用 explicit 关键字，这样编译器就不会自动执行这类转换，从而避免潜在的错误和混淆。

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	A(int n)
	{
		val = n;
	}
	A(int n, int m)
	{
		val = n;
		exc = m;
	}
private:
	int val;
	int exc;
};

int main()
{
	//1构造一个A的临时对象，再用这个临时对象拷⻉构造a
	A a = 1;
	// C++11之后才支持多参数转化
	A aa3 = { 2,2 };
	return 0;
}

加上explicit之后，编译就会报错，不能隐式类型转换了

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	explicit A(int n)
	{
		val = n;
	}
	explicit A(int n, int m)
	{
		val = n;
		exc = m;
	}
private:
	int val;
	int exc;
};

int main()
{
	//1构造一个A的临时对象，再用这个临时对象拷⻉构造a
	A a = 1;
	// C++11之后才支持多参数转化
	A aa3 = { 2,2 };
	return 0;
}

在这里插入图片描述

三、static成员

静态成员变量

⽤static修饰的成员变量，称之为静态成员变量，静态成员变量⼀定要在类外进⾏初始化。

  • 静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。
#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	//A()
	//	// error C2438: “exc”: 无法通过构造函数初始化静态类数据
	//	:val(1),exc(2)
	//{
	//	
	//}
	void print()
	{
		cout << val << " " << exc << endl;
	}
private:
	int val;
	//类里面声明
	static int exc;
};

//类外面初始化
int A::exc = 1;

int main()
{
	A a;
	a.print();
	return 0;
}

静态成员函数

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。

  • 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指针。
  • 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。
#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	static void PK();
	void print()
	{
		cout <<  exc << endl;
	}
private:
	//类里面声明
	static int exc;
};

//类外面初始化
int A::exc = 1;

void A::PK()
{
	//error C2597: 对非静态成员“A::val”的非法引用
	//val = 1;
	cout << "666" << endl;
}

int main()
{
	A a;
	a.print();
	a.PK();
	A::PK();
	return 0;
}

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注意：

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。

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

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。

就好比这个题目：求1+2+3+…+n

class Sum
{
public:
    Sum()
    {
        num++;
        k += num;
    }
    static int GetK()
    {
        return k;
    }
private:
    static int num;
    static int k;
};

int Sum::num = 0;
int Sum::k = 0;

class Solution
{
public:
    int Sum_Solution(int n)
    {
        Sum a[n];
        return Sum::GetK();
    }
};

四、 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。
实现方法：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。

友元函数

  • 外部友元函数可访问类的私有和保护成员，友元函数仅仅是⼀种声明，他不是类的成员函数。
  • 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。
#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	//友元声明
	friend void PK(A& ra);
	void print()
	{
		cout << _a << endl;
	}
private:
	int _a = 1;
};

void PK(A& ra)
{
	cout << ra._a << endl;
}

int main()
{
	A a;
	PK(a);
	a.print();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

友元类

  • 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。
  • 友元类的关系是单向的，不具有交换性，⽐如A类是B类的友元，但是B类不是A类的友元。
  • 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。
#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	//友元声明
	friend class B;
	void print()
	{
		cout << _a << endl;
	}
private:
	int _a = 1;
};

class B
{
public:
	void print(A& ra)
	{
		ra._a = 3;
		ra.print();
		cout << _b << endl;
	}
private:
	int _b = 2;
};

int main()
{
	A a;
	B b;
	b.print(a);
	return 0;
}

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注意：友元虽然有时提供了便利，但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以友元不宜多⽤。

五、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。

内部类是⼀个独⽴的类，跟定义在全局相⽐，他只是受外部类类域限制和访问限定符限制，所以外部类定义的对象中不包含内部类。

内部类默认是外部类的友元类。

内部类本质也是⼀种封装，当A类跟B类紧密关联，A类实现出来主要就是给B类使⽤，那么可以考虑把A类设计为B的内部类，如果放private/protected位置，那么A类就是B类的专属内部类，其他地⽅都⽤不了。

那么前面的那道题就可以这么写：

class Solution
{
public:
    int Sum_Solution(int n)
    {
        Sum a[n];
        return k;
    }
    static int num;
    static int k;

private:
    class Sum
    {
    public:
        Sum()
        {
            num++;
            k += num;
        }
        static int GetK()
        {
            return k;
        }
   
    };
};
int Solution::num = 0;
int Solution::k = 0;

六、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。

使用匿名对象的优点在于它可以帮助减少代码的冗余和复杂性，特别是在对象只是用一次的情况下。由于没有持久的引用，匿名对象在使用后会被自动清理，有助于节省内存资源。

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	A(int v = 1)
		:val(v)
	{}
	~A()
	{
		cout << "~A()->"  << val << endl;
	}
	void print()
	{
		cout << val << endl;
	}
private:
	int val;
};

int main()
{
	A a;
	// 不能这么定义对象，因为编译器无法识别下面是⼀个函数声明，还是对象定义
	//warning C4930: “A aa1(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?)
	//A aa1();
	// 但是我们可以这么定义匿名对象，匿名对象的特点不用取名字，
	// 但是他的生命周期只有这一行，我们可以看到下一行他就会自动调用析构函
	A(2);
	A(3);
	A aa(4);
	//无需命名，直接使用类的函数，非常方便
	A().print();
	return 0;
}

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