类和对象(下)
1.再谈构造函数
1.1.构造函数体赋值
class Date
{
public:
Date(int year = 2022, int month = 10, int day = 13)
{
_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值,而不能称为初始化。因为初始化只能初始化一次,而构造函数体可以多次赋值。
1.2.初始化列表
初始化列表:以一个冒号开始,接着是以一个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 = 2022, int month = 10, int day = 13)
:_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
- 引用成员变量
- const成员变量
- 自定义类型成员(且该类中没有默认构造时)
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:
int _aobj;//没有默认构造
int& _ref;//引用
const int _n;//const修饰的变量
};
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.成员变量在类中的声明次序,就是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:
int _a2;
int _a1;
};
int main()
{
A aa(1);
aa.Print();
return 0;
}
//打印结果
// A.输出 1 ,1
// B.程序崩溃
// C.编译不通过
// D.输出 1 ,随机值
1.3.explicit关键字
构造函数不仅可以构造与初始化对象,对于单个参数或者除第一个参数无默认值其余均有默认值的构造函数,还具有类型转换的作用
class Date
{
public:
//1.单参构造函数,没有使用explicit修饰,具有类型转换作用
//explicit修饰构造函数,禁止类型转换
Date(int year)
:_year(year)
{}
/*
2.虽然具有多个参数,但是创建对象时后两个参数可以不传,没有使用explicit
修饰,具有类型转换作用
explicit修饰构造函数,禁止类型转换
explicit Date(int year,int month,int day)
:_year(year)
,_month(month)
,_day(day)+
{}
*/
Date& operator=(const Date& d)
{
if (this != &d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
return *this;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2022);
//用一个整形变量给一个日期类对象赋值
//实际编译器背后会用2023构造一个无名对象,最后用一个无名对象给d1赋值
d1 = 2023;
return 0;
}
用explicit修饰构造函数,将会禁止构造函数进行类型转换。
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。静态成员变量一定要在类外面进行初始化。
2.2.特性
1.静态成员为所有类对象共享,不属于某个具体对象,存放静态区
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public,protected,private访问限定符访问
3.友元
友元提供了一种突破性封装的方式,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。
友元分为:友元函数和友元度
3.1.友元函数
就像Date类实现的时候,流插入运算符重载用的就是友元来解决不能访问私有成员变量的问题。为什么要用友元来解决的?原因是: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指针默认就是第一个参数也就是左操作数。但是实际使用中cout需要是第一个参数对象,才能正常使用。所以将operator<<重载成全局函数,但是又会导致没办法访问成员,此时需要友元来解决。
class Date
{
//友元函数可以直接访问类的私有成员,它是定义在类外面的普通函数,
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。
friend ostream& operator<<(ostream& out, 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& out, Date& d)
{
out << d._year << " " << d._month << " " << d._day << endl;
return out;
}
int main()
{
Date d1(2022, 10, 14);
cout << d1 << endl;
return 0;
}
说明:
- 友元函数可以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(因为内部没有this指针)
- 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
- 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原理相同
3.2.友元类
友元类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
友元类的特点:
- 友元关系是单向的,不具有单向性
- 友元关系不能传递
- 友元关系不能继承
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 = 1920,int month = 1,int day = 1)
:_year(year)
,_month(month)
,_day(day)
{}
void SetTimeOfDate(int hour, int minute, int second)
{
_t._hour = hour;
_t._minute = minute;
_t._second = second;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
Time _t;
};
4.内部类
概念:**如果一个类定义在另一个类的内部,这个内部类就叫内部类。**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成员,外部类对内部类没有任何的优越的访问权限。
注意:内部类就是外部类的友元
内部类的特性:
- 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成员,不需要外部类的对象
- 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//B天生是A的友元
{
public:
void foo(const A& a)
{
cout << k << endl;//可以
cout << a.h << endl;//可以
}
};
};
int A::k = 1;
int main()
{
A::B b;
b.foo(A());
return 0;
}
5.匿名对象
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()
{
//我们可以这样定义一个匿名对象,匿名对象的特点不用取名字
//但是它的生命周期只有这一行,出了这一行自动调用析构函数
A();
//匿名对象在这样场景很好用,当然也有其他场景,其他的以后再谈
Solution().Sum_Solution(1);
return 0;
}
6.拷贝对象时一些编译器优化
在传参和传返回值的过程中,一般编译器会做一些优化,减少对象的拷贝
class A
{
public:
A(int a = 0)
:_a(a)
{
cout << "A(int a)" << endl;
}
A(const A& aa)
:_a(aa._a)
{
cout << "A(const A& aa)" << endl;
}
A& operator=(const A& aa)
{
cout << "A& operator=(const A& aa)" << endl;
if (this != &aa)
{
_a = aa._a;
}
return *this;
}
~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
private:
int _a;
};
void f1(A aa)
{}
A f2()
{
A aa;
return aa;
}
int main()
{
// 传值传参
A aa1;
f1(aa1);
cout << endl;
// 传值返回
f2();
cout << endl;
// 隐式类型,连续构造+拷贝构造->优化为直接构造
f1(1);
// 一个表达式中,连续构造+拷贝构造->优化为一个构造
f1(A(2));
cout << endl;
// 一个表达式中,连续拷贝构造+拷贝构造->优化一个拷贝构造
A aa2 = f2();
cout << endl;
// 一个表达式中,连续拷贝构造+赋值重载->无法优化
aa1 = f2();
cout << endl;
return 0;
7.再次理解封装
现实生活中的实体计算机并不认识,计算机只认识二进制格式的数据。如果想要让计算机认识现实生活中的实体,用户必须通过某种面向对象的语言,对实体进行描述,然后通过编写程序,创建对象后计算机才可以认识。比如想要让计算机认识洗衣机,就需要:
- 用户先要对现实中洗衣机实体进行抽象—即在人为思想层面对洗衣机进行认识,洗衣机有什么属性,有那些功能,即对洗衣机进行抽象认知的一个过程
- 经过1之后,在人的头脑中已经对洗衣机有了一个清醒的认识,只不过此时计算机还不清楚,想要让计算机识别人想象中的洗衣机,就需要人通过某种面相对象的语言(比如:C++、Java、Python等)将洗衣机用类来进行描述,并输入到计算机中
- 经过2之后,在计算机中就有了一个洗衣机类,但是洗衣机类只是站在计算机的角度对洗衣机对象进行描述的,通过洗衣机类,可以实例化出一个个具体的洗衣机对象,此时计算机才能洗衣机是什么东西。
- 用户就可以借助计算机中洗衣机对象,来模拟现实中的洗衣机实体了。在类和对象阶段,大家一定要体会到,类是对某一类实体(对象)来进行描述的,描述该对象具有那些属性,那些方法,描述完成后就形成了一种新的自定义类型,才用该自定义类型就可以实例化
具体的对象