1初始化列表
对于自定义类型的成员,我们如何进行初始化呢
初始化自定义类型成员_t,我们首先能想到的是先构造出一个Time类型的对象t,然后运用赋值把t赋值给_t,但是这样做并不正确,报错了
发现是Time没有合适的默认构造函数,给Time加上默认构造函数再看看
发现编译通过了,但是再调试的时候又发现一个奇怪的问题
在还没有进入函数体内初始化的时候,就调用了一次Time的默认构造函数,这一次调用是为什么呢?这就要引出我们下面要讲的初始化列表
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,初始化列表可以认为是成员变量定义的地方,对于有些变量只能在定义时就初始化,比如常变量和引用等,就必须使用到初始化列表
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。
【注意】
1 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)
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)
对于刚才的代码,我们加上初始化列表再来看看
对于自定义类型没有默认构造函数的,加上了初始化列表,编译通过,并且在调试的时候,先经过初始化列表对自定义类型进行初始化,再走的函数体内初始化。
在自定义类型有默认构造函数的时候,我们也提到过在未进入函数体内初始化的时候,也会先调用一次自定义类型的默认构造,现在我们知道了那个位置就是初始化列表的位置。
综上所述不管自定义类型有没有写默认构造函数,都会先经过初始化列表。并且如果写了默认构造函数也使用了初始化列表,函数体内初始化的时候可以少一次构造和赋值,所以,对于自定义类型我们推荐使用初始化列表进行初始化
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
class A {
public:
A(int a)
:_a1(a)
, _a2(_a1)
{}
void Print() {
cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
}
private:
//成员变量的声明次序
int _a2;
int _a1;
};
int main() {
A aa(3);
aa.Print();
}
思考下,上面这段程序的输出结果
答案是 3,随机值
在初始化列表的初始化顺序是成员变量在类中的声明顺序,所以先初始化a2,而a2是用a1进行初始化,此时a1还是随机值,所以a2也是随机值,再用a初始化a1,所以a1是3
前面我们说过,C++11 中针对内置类型成员不初始化的缺陷,又打了补丁,即:内置类型成员变量在类中声明时可以给缺省值,那么我们知道这个缺省值是给谁的吗?其实就是给初始化列表的,即初始化时没有显示给值就会使用缺省值,显示给值就会走初始化列表
2 explicit关键字
class Date
{
public:
Date(int year = 1)
{
_year = year;
}
protected:
int _year;
};
int main()
{
Date d1(2022);
d1 = 2023;
return 0;
}
C++支持以上两种实例化对象的方式,第二种方式相当于用整形变量去初始化d1,其中会发生隐式类型转换,相当于产生了一个临时Date类型的对象,再把这个对象去初始化d
如果不想发生这样的隐式类型转换,可以用explicit修饰构造函数。
3 static成员
3.1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。
3.2 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,所以计算类的大小不算静态成员
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,但非静态的成员可以访问静态的成员
5.静态成员也是类的成员,受public、protected、private 访问限定符的限制
3.3 应用
例: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
class Sum
{
public:
Sum()
{
_i++;
_count+= _i;
}
static int GetSum()
{
return _count;
}
protected:
static int _i;
static int _count;
};
int Sum::_i=0;
int Sum:: _count=0;
class Solution {
public:
int Sum_Solution(int n) {
Sum sum[n];//定义n个Sum类型的对象,会调用n次构造函数,在构造函数里面实现求和
return Sum::GetSum();
}
};
因为实现前n项求和,需要保存每一次求和的数据,所以Sum里面的成员变量要定义为静态变量(如果定义为全局变量,会破坏封装性,不建议使用),GetSum函数也定义为静态的,调用的时候可以直接用类名+域作用限定符调用
4 有元
友元提供了一种突破封装的方式,有时会提供了便利。但是友元同时会破坏封装增加耦合度,所以友元不宜多用。
友元分为:友元函数和友元类
4.1 友元函数
友元函数可以直接访问类的私有成员,它是定义在类外的普通函数,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
友元函数的应用可以参考类与对象中的流插入流提取运算符重载
类与对象中
注意:
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
4.2 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私有和保护成员
注意
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A是B的友元,B是C的友元,则不能说明C是A的友元。
3友元关系不能继承(后面学习了继承再给大家详细介绍哈)
5内部类
5.1 概念
如果一个类定义在另一个类的内部,这个内部的类就叫做内部类。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访问权限。
注意
虽然外部类不是内部类的友元,但内部类是外部类的友元,比如B定义在A的里面,那么B天生就是A的友元,B可以访问A的私有,但A不能访问B的私有
5.2 特性
1 内部类可以定义在外部类的public、protected、private三者中任意一个地方。
2.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或者类名。
3.sizeof(外部类)=外部类,和内部类没有任何关系。