C++学习第四天（类与对象下）

1、构造函数的其他知识

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

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，而不能称做初始化。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

初始化列表

概念：以一个冒号开始，接着是以一个逗号分隔的数据成员列表，每个成员变量后面跟着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;
};

【Attention】

1、每个成员变量在初始化列表中只能出现一次

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
	int& _ref; //引用
	const int _n;//const
};

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进行初始化

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，例如下面的例题：

class A
{
public:
	A(int a)
		:_a1(a)
		,_a2(_a1)
	{}
 
	void Print()
	{
		cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
	}
 
private://按照这里的声明顺序
	int _a2;
	int _a1;
};
 
int main()
{
	A aa(1);
	aa.Print();
	return 0;
}

这个程序的结果是1 + 一个随机值 ，因为在类中先声明的是_a2 后声明的是_a1所以初始化列表中的初始化顺序也是按照这个顺序来的，先_a2 = _a1,此时_a1是一个随机值，所以_a2此时也得到的是一个随机值，然后_a1 = a，此时_a1的随机值被替换成了a的值，即是1

explicit关键字

构造函数不仅可以初始化对象，对于单个参数或者除了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，具有类型转换的作用
	//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，但是在创建对象时后用两个参数可以不传递，没有使用explicit修饰，其具有类型转换的作用
	//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;
};

将1给屏蔽掉，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，总之，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

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

一个题目：实现一个类，计算程序中创建出多少个类对象

答：无非通过两种方式创建对象---构造函数和拷贝构造函数，所以我们只需要通过统计调用了多少次构造函数和拷贝构造函数即可，static在这里就可以体现出他的作用了

class A
{
public:
	A()
	{
		++count;
	}
	A(const A& t)
	{
		++count;
	}
	//成员函数也可以是静态的，静态成员函数没有this指针
	static int GetACount()
	{
		return count;
	}
private:
	//静态成员变量属于整个类，属于类的所有成员
	static int count;//声明
};
int A::count = 0;
int main()
{
	A a;
	A aa(a);
	cout << A::GetACount() << endl;
	return 0;
}

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，受到public、protected、private访问限定符的限制

【Attention】

1、静态成员函数不能调用非静态的成员函数，因为静态成员函数没有隐藏的this指针，不可以调用调用任何非静态成员

2、非静态成员函数可以调用静态的成员函数，因为非静态成员函数和静态的成员函数都是在类中定义的，所以在类中不受访问限定符的限制

3、友元

友元提供了一种突破封装的方式，有时候提供了便利，但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以要少用

友元函数 

情景：现在尝试去重载operator<<，但发现没有办法将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。但是会导致没有办法访问成员，此时就需要友元来解决

class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day)
 
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}
	// d1 << cout; -> d1.operator<<(&d1, cout); 不符合常规调用
    // 因为成员函数第一个参数一定是隐藏的this，所以d1必须放在<<的左侧
 
	ostream& operator<<(ostream& _cout)
	{
		_cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
		return _cout;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

友元函数可以直接访问类的私有成员，他是定义在外部的普通函数，不属于任何类，但需要在类的内部声明，声明时需要加上friend关键字

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;
}

【Attention】

• 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，不收类访问限定符的限制
• 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

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

1. 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类中私有成员变量则不行
2. 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
3. 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素，则在日期类中就直接访问Time类的私有成员变量
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素，参见友元素的定义，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 

class A
{
private:
	static int k;
	int h;
public:
	class B
	{
	public:
		void foo(const A& a)
		{
			cout << k << endl;
			cout << a.h << endl;
		}
	};
};
 
int A::k = 1;
int main()
{
	A::B b;
	b.foo(A());
	return 0;
}

5、匿名对象

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		:_a(a)
	{
		cout << "A(int a)" << endl;
	}
 
	~A()
	{
		cout << "~A()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};
 
class Solution
{
public:
	int Sum_Solution(int n)
	{
		//...
		return n;
	}
};
 
int main()
{
	A aa1;
	//A aa1();
	//不能这么定义对象，因为编译器无法识别上面是一个函数声明，还是对象定义
	//但是我们可以这么定义匿名对象，匿名对象的特点是不用取名字
	//但是它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数
	A();
	A aa2(2);
	//下面是匿名对象的一个使用场景
	Solution().Sum_Solution(10);
	return 0;
}