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【C++杂货铺】详解类和对象 [下]

3 人参与  2024年02月08日 14:16  分类 : 《随便一记》  评论

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个人博客:代码菌@-CSDN博客

专栏:C++杂货铺_代码菌@的博客-CSDN博客


目录

?前言?

? 初始化列表(灰常重要)

 ? 引入

  ? 概念

   ?  特性

? 拓展构造函数 —— explicit关键字

? static成员

 ? 概念

? 特性

? 友元

 ? 友元函数

 ? 友元类

? 内部类(了解)

 ?概念

 ?特性

? 匿名对象

? 总结


?前言?

        欢迎收看本期【C++杂货铺】,这期内容,我们将围绕C++中类和对象部分内容进行讲解,包含了 初始化列表,static成员,友元等内容。

        下面内容是上两期的内容,如果想要回顾,可以点击链接。

【C++杂货铺】详解类和对象 [上]-CSDN博客

【C++杂货铺】详解类和对象 [中]-CSDN博客

? 初始化列表(灰常重要)

 ? 引入

       在 【C++杂货铺】详解类和对象 [中]-CSDN博客中,我们讲解了什么是构造函数,构造函数是将成员变量赋初值的,在创建类的对象时必须调用的默认成员函数。

        在这里大家可能以为,构造函数就是初始化,其实不然,构造函数只是赋初值。不是初始化,初始化有一个特点,就是定义时赋值,只能初始化一次。

class Date{public:    Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)    {        _year = year;        _month = month;        _day = day;        _year = 1;    //构造函数中,能赋多次值    }private:    int _year;    int _month;    int _day;};

        所以,构造函数不是成员变量定义初始化的地方,那哪里是呢?这就是初始化列表。

  ? 概念

        以 : 开始,接着是一个逗号分割的数据成员列表,每个“成员变量”后面跟一个放在 ( ) 中的初始值或表达式。

        初始化列表就是每个成员变量定义初始化的位置。  

class Date{public:    //初始化列表。    Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)      :_year(year)      ,_month(month)      ,_day(day)    {      //{}内为构造函数,执行完初始化列表后,执行构造函数    }private:    int _year;    int _month;    int _day;};

   ?  特性

        1. 每个成员变量能在初始化列表中执行一次。(初始哈只能进行一次)

        2. 类中包含一下成员时,必须放在初始化列表位置进行初始化。

                i. 引用成员变量 。引用必须初始化,类中初始化位置是初始化列表。

               ii. const修饰的成员变量。const修饰的变量的值只能定义初始化时修改,之后不能修改。

              iii. 自定义类型对象,且没有默认构造函数。类对象初始化必须调用构造函数初始化,有默认构造函数编译器自动调用默认构造函数。

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,因为不管是否使用初始化列表,对于自定义类型成员变量,一点先使用初始化列表初始化。

        4. 成员变量在类中的声明顺序初始化列表中的初始化顺序

? 拓展构造函数 —— explicit关键字

        构造函数不仅可以构造与初始化对象,对于单个参数或者多参数的构造函数,还具有类型转换的作用

1. 单参数的隐式类型转换。

//没有使用explicit修饰,具有类型转换作用Date(int year):_year(year){}        // explicit修饰构造函数,禁止类型转换explicit Date(int year):_year=year;{}// 用一个整形变量给日期类型对象赋值// 实际编译器背后会用2023构造一个无名对象,最后用无名对象给d1对象进行赋值Date d1 = 2023;

2. 多参数的隐式类型转换。

//没有使用explicit修饰,具有类型转换作用 Date(int year, int month = 1, int day = 1) : _year(year) , _month(month) , _day(day) {}//使用explicit修饰,不具有类型转换作用 explicit  Date(int year, int month = 1, int day = 1) : _year(year) , _month(month) , _day(day) {}Date d1 = 2024;

? 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,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。

class A{public:    A()     //默认构造函数    {         ++_scount;     }    A(const A& t)     //拷贝构造函数    {        ++_scount;     }        ~A()             //析构函数    {        --_scount;     }    static int GetACount()     //静态成员函数    {         return _scount;     }private:    static int _scount;       //静态成员变量};int A::_scount = 0;    //静态成员变量初始化

? 特性

        1. 静态成员为所有类对象所共享,不属于某个具体的类,存在静态区。

        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,受访问限定符限制

? 友元

        在【C++杂货铺】详解类和对象 [上]-CSDN博客 中,我们简单了了解了一下什么是封装和访问限定符,即通过访问限定符,完成封装,用户取不到类的成员变量。

        但是友元提供了一种突破封装的方式,提供了遍历,外部用户可以取到内部的成员变量。但是增加了耦合性,破坏了封装,所以友元不宜多用。

 ? 友元函数

        例如,我们尝试在类中重载operator<<,然而发现没法讲其重载,因为cout的输出流对象在隐含的this指针之前,this指针默认是一个第一个参数,然而实际上cout是一个参数。

        所以不能在类中重载,只能将其重载成去哪聚函数,但有导致受访问限定符限制不能访问内部成员变量,此时,就需要友元。>>同理。

1. 如果在类中定义,调用时必须写成 对象<<cout 。所以不建议在类中重载。

clas 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;};

2. 重载为全局函数。

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;}

        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,声明在哪里都可以。

        1. 友元函数可以访问类的私有和保护函数,但不是类的成员函数

        2. 友元函数不能用const修饰。

        3. 友元函数可以在类定义的任何地方声明,不受访问限定符限制

        4. 一个函数可以是多个类的友元函数

        5. 友元函数的调用与普通函数的调用原理同理

 ? 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的非公有成员。

class Time{friend class Date;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;};

1. 友元关系是单向的,不具有交换性。

        比如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。

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 时 A 的友元。 3. 友元关系不能继承。

? 内部类(了解)

 ?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。

 ?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。

? 匿名对象

        有时,我们只想要超看特定状态下,类的成员函数的情况,此时可以使用匿名对象来调用成员函数。

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(); 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    // 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数A();A aa2(2);// 匿名对象在这样场景下就很好用。Solution().Sum_Solution(10);return 0;}

? 总结

        总结,本期内容讲解了类的成员变量在构造函数赋初值,在初始化列表定义和初始化。此外,拓展了构造函数的隐式类型转换,编译器自动将数据转换成类 类型。我们可以通过友元函数来访问类的内部成员。了解了什么是内部类和匿名对象。

        本期【C++杂货铺】的内容就结束了,类和对象也全部讲解完毕。

        如果感觉本期内容对你有所帮助,欢迎点赞,收藏,关注。Thanks♪(・ω・)ノ


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