C++：初始化列表，static成员，友元，内部类

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前言

本篇博客作为C++：初始化列表，static成员，友元，内部类的知识总结。

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一、初始化列表

初始化列表：以冒号开始，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。

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• 初始化列表是每个成员变量定义的地方
• 每个成员变量在初始化列表中只能出现一次，也就是每个对象的成员变量只能定义一次

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• 引用成员变量，const成员变量，自定义类型成员(没有默认构造函数的)必须在初始化列表位置进行初始化

class B
{
public:
	B(int b)
		:_b(b)
	{}

private:
	int _b;
};

class A
{
public:
	A(int a, int& i)
		:_a(a) // const成员变量
		,_reti(i)// 引用类型成员变量
		,_b(1)//  自定义类型成员
	{}

private:
	const int _a;
	int& _reti;

	B _b;
};
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对于const成员变量，引用成员变量必须在定义时初始化赋值，自定义类型成员在定义时会调用对应的默认构造函数，如果没有默认构造函数就需要在定义时显示调用对应的构造函数，而初始化列表就是对象的成员变量定义的地方。

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• 构造函数赋初值和初始化列表初始化混用

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• 尽量使用初始化列表，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，一定会优先使用初始化列表进行初始化

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• 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

下面程序的结果是？

class A
{
public:
	A(int a)
		:_a1(a)
		,_a2(_a1)
	{}

	void Print()
	{
		cout << "_a1 = " << _a1 << endl;
		cout << "_a2 = " << _a2 << endl;
	}

private:
	int _a2;
	int _a1;
};

int main()
{
	A a(1);
	a.Print();

	return 0;
}
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这就是因为，成员变量初始化的顺序与成员声明的顺序有关，我们先声明了成员变量a2，在声明成员变量a1。那么在初始化成员列表中我们先执行_a2(_a1)，此时_a1是随机值，所以打印结果中_a1是1，_a2是随机值。

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注意：C++11支持给成员变量声明缺省值，这个缺省值是给初始化列表使用。

二、static成员

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

问题：实现一个类，计算程序中正在使用的类对象个数

class A
{
public:
	A()
	{
		_count++;
	}

	A(const A& a)
	{
		_count++;
	}

	~A()
	{
		_count--;
	}

	int get_count()
	{
		return _count;
	}
private:
	static int _count;
};

int A::_count = 0;
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这里我们就需要使用static成员变量，在每次调用构造函数和拷贝构造函数时_count++，每次调用析构函数时_count–。

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• 静态成员为所有类对象共享，不属于某个具体的对象，存放在静态区

下面类A的大小是多少？

class A
{
private:
	static int i;
};

int main()
{
	cout << sizeof(A) << endl;

	return 0;
}
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A类的大小为1，也就是空类。

• 静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键词，类中只是声明
• 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

• 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

• 静态成员也是类成员，受public，protected，private访问限定符的限制

如果想访问静态成员 i，可以实现Geti()等函数来访问

三、友元

友元分为友元函数和友元类

友元函数
例如我们要对日期类重载<<操作符时，会发现无法将operator<<重载为成员函数，因为隐含的this指针占据了operator<<函数的第一个参数位置。这样重载的<<操作符就无法正常使用。

当然我们可以 d << cout这样使用，但是不是有点怪？
这是我们就需要将operator<<重载成全局函数，但成为全局函数时就无法访问对象的成员变量，此时就需要友元类解决(使用GetYear / GetMonth / GetDay函数也可以解决)。

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，但属于在类的内部声明，声明时需要加friend关键字

class Date
{
	friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);

public:
	Date(int year = 0, int month = 0, int day = 0)
		:_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;
}
int main()
{
	Date d(2023, 9, 16);
	cout << d;

	return 0;
}
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• 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
• 友元函数的调用原理与普通函数的调用原理相同
• 友元函数没有this指针
• C++规定=，[ ]，()，->这四个运算符只能被重载为类的非静态成员函数，其他的可以被友元重载，主要是因为其他的运算符重载函数都会根据参数类型或数目进行精确匹配，这四个不具有这种检查的功能，用友元定义就会出错。

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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

• 友元关系是单向的，不具备交换性
  如下：B是A的友元类，B类可以访问A类的成员变量，A类不能访问B类的成员变量
  
  

• 友元关系不能传递

• 友元关系不能继承

四、内部类

内部类：如果一个类定义在另一个类的内部，这个类就叫左内部类。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。

如图：B是A的内部类

注意：内部类是外部类的友元类。内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类中的所以成员，但外部类不是内部类的友元

• 内部类可以定义在外部类的public，protected，private中
• 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. 和 类名::

class A
{
public:
	class B
	{
	public:
		void func(const A& a)
		{
			cout << i << endl;
			cout << a._a << endl;
		}
	};

	A()
	:_a(0)
	{}
private:
	static int i;
	int _a;
};

int A::i = 0;

int main()
{
	A::B b;
	b.func(A());
	return 0;
}
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• sizeof(外部类) = 外部类，和内部类没有任何关系

class A
{
public:
	class B
	{
	private:
		int _b;
	};

	A()
	:_a(0)
	{}
private:
	static int i;
	int _a;
};
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上述类的大小是？

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总结

以上就是我对于初始化列表，static成员，友元，内部类，匿名对象的知识总结。感谢支持！！！