概述
1. 再谈构造函数
设已有A、B、C、D4个类的定义，程序中ABCD的构造函数、析构函数调用顺序是怎样的？
class A
{
public:
A()
{
cout << "A()" << endl;
}
~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
};
class B
{
public:
B()
{
cout << "B()" << endl;
}
~B()
{
cout << "~B()" << endl;
}
};
class C
{
public:
C()
{
cout << "C()" << endl;
}
~C()
{
cout << "~C()" << endl;
}
};
class D
{
public:
D()
{
cout << "D()" << endl;
}
~D()
{
cout << "~D()" << endl;
}
};
C c;
int f()
{
A a;
B b;
static D d; // 第一次调用当前域函数的时候初始化
return 0;
}
1.1 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。
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
虽然上述构造函数调用之后，对象中已经有了一个初始值，但是不能将其称作为类对象成员的初始化，构造函数体中的语句只能将其称作为赋初值，而不能称作初始化。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。
1.2 初始化列表
初始化列表：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:
Date(int year, int month, int day)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
【注意】
- 每个成员变量在初始化列表中只能出现一次(初始化只能初始化一次)
- 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(该类没有默认构造函数)
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
};
- 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初始化。
private:
int _a;
};
class B
{
public:
B(int a, int b)
{
// 函数体内初始化 -》 自定义类型成员，改用初始化列表初始化，可以提高效率
_aa = A(a);
_b = b;
}
private:
int _b = 1; // 内置类型
A _aa; // 自定义类型
};
int main()
{
B b(10,20);
return 0;
}
- 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出现的先后次序无关
class A
{
public:
A(int a)
:_a2(a)
,_a1(_a2)
{}
void Print() {
cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
}
private:
int _a2;
int _a1;
};
int main() {
A aa(1);
aa.Print();
}
1.3 explicit关键字
构造函数不仅可以构造与初始化对象，对于单个参数的构造函数，还具有类型转换的作用。
class A
{
public:
explicit A(int a)
:_a(a)
{
cout << "A(int a)" << endl;
}
A(const A& aa)
{
cout << "A(const A& aa)" << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
A aa1(1);
// 下面本质是一个隐式类型转换
A aa2 = 2;
double d = 11.11;
int i = d;
return 0;
}
2. static成员
2.1 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。静态的成员变量一定要在类外进行初始化
class A
{
public:
A()
{
++_count;
}
A(const A& a)
{
++_count;
}
// 静态成员函数
// 静态成员函数没有this指针
static int GetCount()
{
//_a = 1;
return _count;
}
private:
int _a; // 存在定义出的对象中，属于某个对象
static int _count; // 存在静态区，属于整个类，也属于每个定义出来的对象共享
// 跟全局变量比较，他受类域和访问限定符限制，更好体现封装，别人不能轻易修改他
// 声明
};
// 静态成员变量不能在构造函数初始化，在全局位置定义初始化
int A::_count = 0;
A f(A a)
{
A ret(a);
return ret;
}
void test()
{
A a1 = f(A());
A a2;
A a3;
a3 = f(a2);
}
int main()
{
test();
cout << sizeof(A) << endl; // sizeof(A)算是A定义出来的对象的大小
// 属于整个类，也属于每个定义出来的对象共享
// A::_count = 10;
/*cout << A::_count << endl;
cout << a1._count << endl;
cout << a2._count << endl*/;
//A ret;
//cout << ret.GetCount() - 1<< endl;
// 下面就是匿名对象的一种使用场景
//cout << A().GetCount() - 1<< endl;
cout << A::GetCount() << endl;
//cout << A().GetCount()-1 << endl;
return 0;
}
2.2 特性
- 静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的实例
- 静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字
- 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
- 静态成员和类的普通成员一样，也有public、protected、private3种访问级别，也可以具有返回值
2.3 作用
c语言
- 修饰全局变量和全局函数，改变链接属性，只在当前文件可见
- 修饰局部变量，改变声明周期上面的特性在C++中依旧有用，C++兼容c的这些特性
cpp： 修饰成员变量和成员函数，成员变量属于整个类，所有相对像共享，成员函数没有this指针
3. 友元
友元分为：友元函数和友元类
友元提供了一种突破封装的方式，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。
3.1 友元函数
问题：现在我们尝试去重载operator<<，然后发现我们没办法将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。所以我们要将operator<<重载成全局函数。但是这样的话，又会导致类外没办法访问成员，那么这里就需要友元来解决。operator>>同理。
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关键字。
class Date
{
// 友元函数
friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:
Date(int year = 0, int month = 0, int day = 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
/*void operator<<(ostream& out)
{
out << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}*/
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
// 为了让cout在第一个参数，左左操作数，我们就只能携程全局的
// 其次就是operator<<搞成友元，可以在类中访问私有。
// 但是operator<<不是友必须友元，还有其他方式
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
out << d._year << "/" << d._month << "/" << d._day << endl;
return out;
}
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
in >> d._year >> d._month >> d._day;
return in;
}
int main()
{
Date d1, d2, d3;
//cin >> d1;
// 运算符重载，运算符有几个操作数，重载函数就有几个参数，
// 如果是两个操作数，左操作数是第一个参数，右操作数是第二个参数
// operator<<写成成员函数，this指针默认占据了第一个位置，对象就要做左操作数。
// 那么用起来就不符合流特性，虽然可以用，但是不符合运算符原来的用法和特性
//d1.operator<<(cout);
//d1 << cout;
cin >> d1 >> d2;
cout << d1 << d2;
d1 = d2 = d3;
return 0;
}
说明:
·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
·友元函数的调用与普通函数的调用和原理相同
3.2 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类中私有的成员变量则不行。 - 友元关系不能传递
如果B是A的友元，C是B的友元，则不能说明C时A的友元。
class Time
{
friend class Date; // 声明日期类为时间类的友元类，则在日期类中就直接访问Time类中的私有成员变量
public:
Time(int hour = 0, int minute = 0, int second = 0)
: _hour(hour)
, _minute(minute)
, _second(second)
{}
private:
int _hour;
int _minute;
int _second;
};
// 友元关系是单向的，Date是Time的友元，在Date类中可以使用对象访问Time的私有保护成员
// 但是Time不是Date的友元，在Time类中不可以使用对象访问Date的私有保护成员
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;
};
int main()
{
return 0;
}
4.C++11 的成员初始化新玩法。
C++11支持非静态成员变量在声明时进行初始化赋值，但是要注意这里不是初始化，这里是给声明的成员变量缺省值。
//前置声明
class B;
class A
{
friend void f(const A& aa, const B& bb);
public:
A(int a = 0)
:_a(a)
{}
private:
int _a;
};
class B
{
friend void f(const A& aa, const B& bb);
public:
//B()
// :_p(nullptr)
// , _aa(100)
//{}
private:
// 给的缺省值，这里不是定义，
// 这里只是声明，所以这里不是初始化
int _b = 0;
int* _p = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
//A _aa = A(10);
A _aa = 10;
// 静态变量不能在这里给缺省值，因为静态成员不在构造函数初始化
// 要在类外面全局位置定义初始化
};
void f(const A& aa, const B& bb)
{
cout << aa._a << endl;
cout << bb._b << endl;
}
int main()
{
A aa;
B bb;
f(aa, bb);
return 0;
}
5.内部类
5.1概念及特性
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。注意此时这个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调用内部类。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。注意友元类的定义，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：
- 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。
- 注意内部类可以直接访问外部类中的static、枚举成员，不需要外部类的对象/类名。
- 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;//OK
cout << a.h << endl;//OK
}
};
};
int A::k = 1;
int main()
{
A::B b;
b.foo(A());
return 0;
}
6.练习题
- 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 )OJ链接
- 计算日期到天数的转换 OJ链接
- 日期差值OJ链接
- 打印日期OJ链接
- 累加天数OJ链接
7. 再次理解封装
C++是基于面向对象的程序，面向对象有三大特性即：封装、继承、多态。
C++通过类，将一个对象的属性与行为结合在一起，使其更符合人们对于一件事物的认知，将属于该对象的所有东西打包在一起；通过访问限定符选择性的将其部分功能开放出来与其他对象进行交互，而对于对象内部的一些实现细节，外部用户不需要知道，知道了有些情况下也没用，反而增加了使用或者维护的难度，让整个事情复杂化。
下面举个例子来让大家更好的理解封装性带来的好处，比如：乘火车出行
我们来看下火车站：
售票系统：负责售票----用户凭票进入，对号入座
工作人员：售票、咨询、安检、保全、卫生等
火车：带用户到目的地
火车站中所有工作人员配合起来，才能让大家坐车有条不紊的进行，不需要知道火车的构造，票务系统是如何操作的，只要能正常方便的应用即可。
想想下，如果是没有任何管理的开放性站台呢？火车站没有围墙，站内火车管理调度也是随意，乘车也没有规矩，比如：
最后
以上就是完美可乐为你收集整理的类与对象（下）【C++】1. 再谈构造函数2. static成员3. 友元4.C++11 的成员初始化新玩法。5.内部类6.练习题7. 再次理解封装的全部内容，希望文章能够帮你解决类与对象（下）【C++】1. 再谈构造函数2. static成员3. 友元4.C++11 的成员初始化新玩法。5.内部类6.练习题7. 再次理解封装所遇到的程序开发问题。
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