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C++10再次理解类的成员函数-创新互联

1. 再谈构造函数

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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，给对象中给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，但是不能将其称为类对象成员的初始化， 构造函数体中的语句只能称为赋初值。 因为初始化只能初始化一次，二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。

Date
{
public:
    Date(int year, int month, int day)
        : _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（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
}；

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。

class Time
{
public:
    Time(int hour = 0)
        :_hour(hour)
    {
        cout<< "Time()"<< endl;
    }
privite:
    int _hout;
};

class Date
{
public:
    Date(int day)
    {}

private:
    int _day;
    Time _t;
};

int main()
{
    Date d(1);
};

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

clas 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();
}

A. 输出1 1
B. 程序崩溃
C. 编译不通过
D. 输出1 随机值

这题D是正确答案，按照声明顺序，先初始化_a2, 再初始化_a1.  

1.3 explicit关键字

构造函数不仅可以构造出初始化对象，对于单个参数的构造函数， 还具有类型转换的作用。

Class Date
{
public:
    Date(int year)
        :_year(year)
    {}

    explicit Date(int year)
        :_year(year)
    {}

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

void TestDate()
{
    Date d1(2018);
    
    //用一个整型变量给日期类型对象赋值
    //实际编译器背后会构造一个无名（匿名）对象，最后用 无名对象给d1对象进行赋值
    
    d1 = 2019;
}

用explicit修饰构造函数， 将会禁止单参构造函数的隐式转换。

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，计算程序中创建了多少个类对象。

class A
{
public:
	A() { ++_scount; }
	A(const A& t) { ++_scount; }
	static int GetACount() { return _scount; }

private:
	static int _scount;
};

int A::_scount = 0;

void TestA()
{
	cout<< A::GetACount()<< endl;  
	A a1, a2;  //这里实例化两个对象a1, a2 , 直接构造。
	A  a3(a1); //这里拷贝构造a3
	cout<< A::GetACount()<< endl; 
}

int main()
{
	TestA();
	return  0;
}

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、private 3种访问级别，也可以具有返回值

【问题】

1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数么? 

不可以， 因为静态成员函数没有this指针。

2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数么？

可以， 因为静态成员函数在静态区， 为所有类对象共享。

3. 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

class B
{
public:
	B(int b = 0)
		:_b(b)
	{}

	int _b;
};

class A
{
public:
	void Print()
	{
		cout<< a<< endl;
		cout<< b._b<< endl;
		cout<< p<< endl;
	}

private:
	int a = 10;
	B b = 20; //这里如果没给值，就会是调用B的构造函数，默认是0
	int* p = (int*)malloc(4);
	static int n;
};

int A::n = 10;

int main() 
{
	A a;
	a.Print();

	return 0;
}

4. 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。但是友元增加耦合度，破环了封装，所以友元不建议多用。

4.1 友元函数

问题： 现在我们尝试取重载operator<< , 然后发现我们没办法将 operator<< 重载成员函数。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需要时第一个形参对象， 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

class Date
{
friend ostream & operator<<(ostream & _cout, const Date & d);
friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:
 Date(int year, int month, int day)
 : _year(year)
 , _month(month)
 , _day(day)
 {}

private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};
ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
{
	_cout<< d._year<< "-"<< d._month<< "-"<< d._day;

	return _cout;
}
istream& operator>>(istream& _cin, Date& d)
{
	_cin >>d._year;
	_cin >>d._month;
	_cin >>d._day;

	return _cin;
}
int main()
{
	Date d(1,1,1);
	cin >>d;
	cout<< d<< 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
  • 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话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。

  • 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类种直接访问Time类的私有成员变量，但想在Time类种访问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是A的友元。

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右元类。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：

class A
{
private:
	static int k;
	int h;
public:
	class B
	{
	public:
		void foo(const A& a)
		{
			cout<< k<< endl;
			cout<< a.h<< endl;
		}
	};
};

int A::k = 1;

int main()
{
	A::B b;
	b.foo(A());
	return 0;
}
  1. 内部类可以定义在外部类的public、protected、private。
  2. 注意内部类可以直接访问外部类中的static、enum成员，不需要外部类的对象/类名。
  3. sizeof（外部类） = 外部类， 和内部类无关系。

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