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【C++从0到1】第五篇：类和对象（下）

2022-01-31 18:02:40  阅读：146  来源： 互联网

标签：初始化 对象 成员 C++ month int 第五篇 year day


文章目录

一、再谈构造函数

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 = 1, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year)
		,_month(month)
		,_day(day)
	{}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

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：
    const成员变量
#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:

	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
	    _N = 10;
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;

	const int _N;//常量必须在定义的时候初始化
};

int main()
{
	return 0;
}

在这里插入图片描述
此时就需要初始化列表：（成员变量定义的地方）
在这里插入图片描述
这样定义初始化列表也是可以的，但是更推荐上面的定义。
在这里插入图片描述

引用成员变量
在这里插入图片描述

自定义类型成员(该类没有默认构造函数)
在这里插入图片描述
3. 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。
4. 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
看下面代码：

#include <iostream>
using namespace std;

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

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

private:
	int _a2;
	int _a1;
};

int main() 
{
	A aa(1);
	aa.Print();
	return 0;
}
//A、输出1 1    B、程序崩溃    C编译不通过    D输出1 随机值

在这里插入图片描述
建议：一个类，尽量声明的顺序和初始化列表的顺序保持一致。

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
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
用explicit修饰构造函数，将会禁止单参构造函数的隐式转换
在这里插入图片描述

二、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

面试题：实现一个类，计算中程序中创建出了多少个类对象

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	A(int a = 1)//构造函数
		:_a(a)
	{
		++_sCount;
	}

	A(const A& aa)//拷贝构造函数
		:_a(aa._a)
	{
		++_sCount;
	}

	static int GetCount()//静态成员函数，没有this指针，只能访问静态成员变量和成员函数
	{
		return _sCount;
	}

private:
	int _a;
	static int _sCount;//静态变量属于整个类，所有对象，生命周期在整个运行期间
};

int A::_sCount = 0;//定义初始化（特殊例子）

int main()
{
	A a1;
	A a2(1);
	//两种方式都可以输出
	cout << a2.GetCount() << endl;
	cout << A::GetCount() << endl;
	return 0;
}

在这里插入图片描述

2.2 特性

  1. 静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的实例
  2. 静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字
  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。

【问题】
静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？不可以
非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？可以

三、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。
在这里插入图片描述

四、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。

4.1 友元函数

在这里插入图片描述
d1通过调用PrintDate这个函数打印出日期。
在这里插入图片描述
所以我们就需要去实现对<<的重载。
在这里插入图片描述

#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	void PrintDate() const  // const Date& this
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}

	ostream& operator<<(ostream& out);//重载成成员函数，调用它的时候就有别扭

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

ostream& Date::operator<<(ostream& out)
{
	cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	return out;
}

int main()
{
	Date d1;
	//d1.PrintDate();
	//cout << d1 << endl;//调用不行
	d1 << cout << endl;
	return 0;
}

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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。

#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);//友元函数

public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	void PrintDate() const  // const Date& this
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
	cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl;
	return out;
}

在这里插入图片描述
同理，输入也是如此：

#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);//声明成友元函数
	friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	void PrintDate() const  // const Date& this
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

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;
}

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
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

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非公有成员。

#include <iostream>
using namespace std;

class Date; // 前置声明
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;
};

在这里插入图片描述

  • 友元关系是单向的，不具有交换性。
    在这里插入图片描述
  • 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。

五、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：

  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、枚举成员，不需要外部类的对象/类名。
    在这里插入图片描述
  3. sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系。
    在这里插入图片描述

六、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
在这里插入图片描述
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
在这里插入图片描述
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：
在这里插入图片描述
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七、再次理解面向对象

在这里插入图片描述

标签：初始化,对象,成员,C++,month,int,第五篇,year,day
来源： https://blog.csdn.net/qq_52809807/article/details/122669657

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