构造函数(补充)
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。
初始化列表
class A
{
public:
A(int a)
:_a(a)
{
cout << "A" << endl;
}
private:
int _a;
};
class Date
{
public:
// 初始化列表是每个成员变量定义初始化的位置
// 能用初始化列表就用初始化列表
Date(int year, int month, int day, int& x)
:_year(year)
, _month(month)
, _day(day)
, _n(1)
, _m(x)
, _aa(0)
, _p((int*)malloc(sizeof(4)))
// 初始化列表规定一个变量只能出现一次
{
// 赋值修改
if (_p == nullptr)
{
perror("malloc fail");
}
}
private:
// 声明
int _year = 1;// 缺省值
int _month;
int _day;
int* _p;
// 必须走初始化
const int _n;
int& _m;// 引用必须在定义的时候初始化
A _aa;
};
int main()
{
int x = 10;
// 对象实例化
Date d1(2024, 7, 6, x);
return 0;
}
当类中包含以下成员的时候必须通过初始化列表初始化
1.const修饰成员变量
2.引用成员变量
3.自定义类型成员(没有默认构造函数)(当有默认构造函数时,不需要显示写走初始化列表也会调用它的默认构造函数)
除了这三个以外其他均可和函数体混用
注意,成员变量在类中的声明次序就是其在初始化列表的初始化顺序,与其在初始化列表的先后次序无关
隐式类型的转换
我们知道不同类型对象之间赋值中间会产生临时对象,也就是先会创建一个临时对象进行构造再拷贝构造,那看下面这个代码
class C
{
public:
C(int c = 0)
:_c(c)
{}
C(const C& c)
{
cout << "C" << endl;
}
private:
int _c;
};
int main()
{
C a(0);
// 单参数构造函数支持隐式类型的转换
// 0构造一个临时对象,再拷贝构造
C b = 0;
// C d = 1.1;
// 部分编译器允许double等其他类型,编译器会将其先强转,再用int构造
return 0;
}
上面代码中b并没有调用拷贝构造,只进入了构造函数没有进入拷贝构造
原因时编译器优化了,同一个表达式连续步骤的构造,一般会合二为一
class C
{
public:
C(int c = 0)
:_c(c)
{}
C(const C& c)
{
cout << "C" << endl;
}
int main()
{
// C& d = 0;
// 上面会报错,因为引用的实际是0的临时对象,而临时对象具有常性
const C& d = 0;
return 0;
}
这样意味着我们代码可以像下面这样
class C
{
public:
C(int c = 0)
:_c(c)
{}
C(const C& c)
{
cout << "C" << endl;
}
private:
int _c;
};
class Stack
{
public:
void Push(const C& x)
{}
};
int main()
{
Stack st;
// c中得先定义对象再传参
C cc1(1);
st.Push(cc1);
// c++中可以直接隐式类型转换
st.Push(1);
return 0;
}
c++98中支持的是单参数的标准就像上面的代码,而在c++11之后就支持多参数
class A
{
public:
A(int a1, int a2)
:_a1(a1)
,_a2(a2)
{}
private:
int _a1;
int _a2;
};
int main()
{
A aa1 = { 1,2 };
const A& aa2 = { 1,2 };
return 0;
}
而当我们不想要隐式类型转换的时候我们可以在构造前面加上explicit关键字,这样就会在转换时报错
static成员
对于用static修饰的成员函数,称为静态成员函数,成员变量称为静态成员变量。如果对于一个成员,对其以static修饰,此时这个成员就不再属于对象,而是属于这一整个类的所有对象。因为静态的成员的生命域不在类中,在静态区,所以静态的成员只能在类外初始化。
特性
1.静态成员为所有类对象所共享,不属于某个具体的对象,存放在静态区
2.静态成员必须在类外定义,定义时不添加关键字static,类中只是声明
3.类静态成员可以用类名::静态成员或对象.静态成员来访问
4.静态成员函数没有this指针,不能访问非静态成员
5.静态成员也是类的成员受访问限定符限制
静态成员特性与成员函数类似
class A
{
public:
A()
{}
static int n;
};
int A::n = 0;
int main()
{
A* aa1 = nullptr;
cout << aa1->n << endl;
return 0;
}
这里虽然是一个空指针,但它也不在这个指针指向的对象里面, 它是去静态区中查找,指针只是让它突破类域,让它能够去A中寻找
下面看牛客网上一个题目
一个利用静态成员的解法就是一个变长数组存n个数,每个都会调用一次构造,在构造里面记录增长,返回总值
class Sum
{
public:
Sum()
{
_sum += _m;
++_m;
}
static int GetSum()
{
return _sum;
}
private:
static int _m;
static int _sum;
};
int Sum::_m = 1;
int Sum::_sum = 0;
class Solution {
public:
int Sum_Solution(int n) {
Sum A[n];
return Sum::GetSum();
}
};
友元
友元函数
函数重载再补充一个流插入和流提取的重载
class Date
{
public:
Date(int year = 0, int month = 0, int day= 0)
: _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;
}
istream& operator>>(istream& _cin)
{
_cin >> _year;
_cin >> _month;
_cin >> _day;
return _cin;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
// d1.operator>>(cin);
d1 >> cin;
// d1.operator<<(cout);
d1 << cout;
}
如果函数时双操作数的话,参数和类型必须要匹配,第一个数是左操作数,第二个数是右操作数, 所以重载后的调用就变成了上面这样,和我们的预期完全相反,cout变成控制台流入到日期类中,这就是因为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。那么Date就只能是左操作数,所以就不能写成成员函数,把它重载成全局函数。但又会受到访问限定符的限制,类外没办法访问私有和保护成员,此时就需要友元来解决。operator >> 同理
class Date
{
public:
Date(int year = 0, int month = 0, int day= 0)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& _d);
friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& _d);
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& _d)
{
_cout << _d._year << "-" << _d._month << "-" << _d._day << endl;
return _cout;
}
istream& operator>>(istream& _cin, Date& _d)
{
_cin >> _d._year;
_cin >> _d._month;
_cin >> _d._day;
return _cin;
}
int main()
{
Date d1;
// d1.operator>>(cin);
cin >> d1;
// d1.operator<<(cout);
cout << d1;
}
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
补充说明
1.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
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,不受类访问限定符限制
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。
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;
};
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。
2.友元关系不具有传递性
3.友元关系不能继承
内部类
如果一个类定义在另一个类内部,这就叫做内部类,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。但是内部类就是外部类的友元类,内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类中的所有成员。
class A
{
private:
static int k;
int h;
public:
class B // B天生就是A的友元
{
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;
}
特性
1.内部类可以定义在外部类的任意位置,不受访问限定符限制
2.内部类可以直接访问外部类的static成员,不需要外部类的对象类名
3.sizeof(外部类)大小就是外部类,和内部类没有关系
匿名对象
匿名对象是一个临时对象,它的生命周期就在当前这一行,执行完后会立即销毁
class A
{
public:
A(int i = 0)
:_i(i)
{
cout << "A(int i)" << endl;
}
~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
private:
int _i;
};
int main()
{
A aa1;
A aa2(10);
// 匿名对象会在构造完成后,直接析构
// 它的生命周期就在当前一行
A();
A(10);
return 0;
}