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【C++】類和對(duì)象(下篇)---＞再識(shí)構(gòu)造函數(shù)，static成員，友元，內(nèi)部類，匿名對(duì)象

2年前作者：x一季花開(kāi)成海x分類：Toy博客閱讀(22)違法舉報(bào)

這篇具有很好參考價(jià)值的文章主要介紹了【C++】類和對(duì)象(下篇)---＞再識(shí)構(gòu)造函數(shù)，static成員，友元，內(nèi)部類，匿名對(duì)象。希望對(duì)大家有所幫助。如果存在錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，請(qǐng)大家不吝賜教，您也可以點(diǎn)擊"舉報(bào)違法"按鈕提交疑問(wèn)。

目錄

一、構(gòu)造函數(shù)

?1、構(gòu)造函數(shù)體賦值

?2、初始化列表

?3、explicit關(guān)鍵字

二、Static 成員

?1、概念

?2、特性

三、友元

?1、友元函數(shù)

?2、友元類

四、內(nèi)部類

?1、概念

?2、特性

五、匿名對(duì)象

六、拷貝對(duì)象時(shí)的一些編譯器優(yōu)化

一、構(gòu)造函數(shù)

?1、構(gòu)造函數(shù)體賦值

在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，編譯器通過(guò)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，給對(duì)象中各個(gè)成員變量一個(gè)合適的初始值。那這個(gè)過(guò)程是不是成員變量的初始化嗎？其實(shí)不是的。

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

? 雖然上述構(gòu)造函數(shù)調(diào)用之后，對(duì)象中已經(jīng)有了一個(gè)初始值，但是不能將其稱為對(duì)對(duì)象中成員變量 的初始化，構(gòu)造函數(shù)體中的語(yǔ)句只能將其稱為賦初值，而不能稱作初始化。因?yàn)?strong>初始化只能初始 化一次，而構(gòu)造函數(shù)體內(nèi)可以多次賦值。

?2、初始化列表

初始化列表：以一個(gè)冒號(hào)開(kāi)始，接著是一個(gè)以逗號(hào)分隔的數(shù)據(jù)成員列表，每個(gè) "成員變量" 后面跟一個(gè)放在括號(hào)中的初始值或表達(dá)式。

class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day)
		: _year(year)//初始化列表
		, _month(month)
		, _day(day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

注意：

1、每個(gè)成員變量在初始化列表中只能出現(xiàn)一次(初始化只能初始化一次)

2、類中包含以下成員，必須放在初始化列表位置進(jìn)行初始化：

  • 引用成員變量
  • const成員變量
  • 自定義類型成員(且該類沒(méi)有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)時(shí))
class Time
{
public:
	A(int hour)
		:_hour(hour)
	{}
private:
	int _hour;
};

class Date
{
public:
	B(int hour, int year)
		:_hour(hour)
		, _year(year)
		, _n(1)
	{}
private:
	Time _hour;  // 沒(méi)有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
	int& _year;  // 引用
	const int _n; // const 
};

3、?盡量使用初始化列表初始化，因?yàn)椴还苣闶欠袷褂贸跏蓟斜?，?duì)于自定義類型成員變量， 一定會(huì)先使用初始化列表初始化。

4、成員變量在類中聲明次序就是其在初始化列表中的初始化順序，與其在初始化列表中的先后次序無(wú)關(guān)

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();
}

運(yùn)行結(jié)果：

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為什么會(huì)出現(xiàn)以上的這種情況呢？

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? 因?yàn)樵陬愔新暶鞒蓡T變量時(shí)是先聲明 _a2，再聲明_a1的，盡管在構(gòu)造函數(shù)的初始化列表中 _a1 在_a2 之前，還是_a2先初始化，_a1再初始化，_a2初始化時(shí)，_a1還沒(méi)有初始化，所以是隨機(jī)數(shù)，接下來(lái) _a1被初始化為形參 1。那么最終的輸出結(jié)果就為 1 和一個(gè)隨機(jī)值。

?3、explicit關(guān)鍵字

explicit 是新的關(guān)鍵字，常用于修飾默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，限制隱式轉(zhuǎn)換，使得程序運(yùn)行更加規(guī)范。

構(gòu)造函數(shù)不僅可以構(gòu)造與初始化對(duì)象，對(duì)于單個(gè)參數(shù)或者除第一個(gè)參數(shù)無(wú)默認(rèn)值其余均有默認(rèn)值的構(gòu)造函數(shù)，還具有類型轉(zhuǎn)換的作用。

class A
{
public:
    A(int a)
        : _a(a)
    {}
private:
    int _a;
};
int main()
{
    A a1 = 1;
    return 0;
}

? 這里的 1 會(huì)調(diào)用A類的構(gòu)造函數(shù)，隱式類型轉(zhuǎn)換成A類型，接著通過(guò)拷貝構(gòu)造初始化a1，這里編譯器會(huì)優(yōu)化成一個(gè)構(gòu)造函數(shù)。

class Date
{
public:
    Date(int year, int month = 1, int day = 1)
        : _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 = 2023;
    return 0;
}

? ?此時(shí)編譯器可以通過(guò)編譯，這里也會(huì)發(fā)生隱式類型轉(zhuǎn)換，為了防止這種類型轉(zhuǎn)換可以用 explicit 修飾成員函數(shù)，來(lái)禁止構(gòu)造函數(shù)的隱式類型轉(zhuǎn)換。

class Date
{
public:
    explicit Date(int year, int month = 1, int day = 1)
        : _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;
};
void Test()
{
	Date d1(2022);
	d1 = 2023;
}

? ?使用 explicit 修飾成員函數(shù)后，此時(shí)編譯則失敗，因?yàn)?explicit 修飾構(gòu)造函數(shù)，禁止了單參構(gòu)造函數(shù)類型轉(zhuǎn)換的作用。

二、Static 成員

?1、概念

聲明為 static 的類成員稱為類的靜態(tài)成員，用 static 修飾的成員變量，稱之為靜態(tài)成員變量；用 static 修飾的成員函數(shù)，稱之為靜態(tài)成員函數(shù)。靜態(tài)成員變量一定要在類外進(jìn)行初始。

? ?首先我們先考慮一個(gè)這樣的問(wèn)題說(shuō)：實(shí)現(xiàn)一個(gè)類，計(jì)算程序中創(chuàng)建了多少個(gè)類對(duì)象？

class A
{
public:
	A() { ++_count; }
	A(const A& t) { ++_count; }
	static int GetACount() { return _count; }
private:
	static int _count;
};
int A::_count = 0;//靜態(tài)成員變量在類外初始化
void TestA()
{
	A a1, a2;
	A a3(a1);
	cout << A::GetACount() << endl;
}
int main()
{
	TestA();
	return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果：

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? ?我們可以通過(guò)靜態(tài)變量以及靜態(tài)成員函數(shù)的方法更好的解決這個(gè)問(wèn)題。

?2、特性

  1. 靜態(tài)成員為所有類對(duì)象所共享，不屬于某個(gè)具體的對(duì)象，存放在靜態(tài)區(qū)；
  2. 靜態(tài)成員變量必須在類外定義，定義時(shí)不添加 static 關(guān)鍵字，類中只是聲明；
  3. 類靜態(tài)成員即可用 類名::靜態(tài)成員 或者 對(duì)象.靜態(tài)成員 來(lái)訪問(wèn)；
  4. 靜態(tài)成員函數(shù)沒(méi)有隱藏的 this 指針，不能訪問(wèn)任何非靜態(tài)成員；
  5. 靜態(tài)成員也是類的成員，受public、protected、private 訪問(wèn)限定符的限制。

【問(wèn)題】?

1、靜態(tài)成員函數(shù)可以調(diào)用非靜態(tài)成員函數(shù)嗎？

2、非靜態(tài)成員函數(shù)可以調(diào)用類的靜態(tài)成員函數(shù)嗎？

答：靜態(tài)成員函數(shù)不可以調(diào)用非靜態(tài)成員函數(shù)，由于靜態(tài)成員函數(shù)沒(méi)有 this 指針。靜態(tài)成員函數(shù)是屬于整個(gè)類的，可以通過(guò)非靜態(tài)成員函數(shù)去訪問(wèn)。

三、友元

友元提供了一種突破封裝的方式，有時(shí)提供了便利。但是友元會(huì)增加耦合度，破壞了封裝，所以友元不宜多用。

友元分為：?友元函數(shù)?和?友元類

?1、友元函數(shù)

現(xiàn)在嘗試去重載operator<<，然后發(fā)現(xiàn)沒(méi)辦法將operator<<重載成成員函數(shù)。因?yàn)?cout 的輸出流對(duì)象和隱含的 this 指針在搶占第一個(gè)參數(shù)的位置。this 指針默認(rèn)是第一個(gè)參數(shù)也就是左操作數(shù)了。但是實(shí)際使用中 cout 需要是第一個(gè)形參對(duì)象，才能正常使用。所以要將operator>>同理。

class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}
	// d1 << cout; -> d1.operator<<(&d1, cout); 不符合常規(guī)調(diào)用
	// 因?yàn)槌蓡T函數(shù)第一個(gè)參數(shù)一定是隱藏的this，所以d1必須放在<<的左側(cè)
	ostream& operator<<(ostream& _cout)
	{
		_cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
		return _cout;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d(2023, 7, 7);
	//cout<<d;
	d << cout;//為了讓this指針充當(dāng)?shù)谝粋€(gè)參數(shù)，所以就這樣進(jìn)行日期輸出（只是為了讓參數(shù)對(duì)應(yīng)起來(lái)）
	return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果：?

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友元函數(shù)可以直接訪問(wèn)類的私有成員，它是定義在類外部的普通函數(shù)，不屬于任何類，但需要在類的內(nèi)部聲明，聲明時(shí)需要加 friend關(guān)鍵字。

class Date
{
	friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);
	friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:
	Date(int year = 2000, int month = 1, int day = 9)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
//友元函數(shù)
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;
	cin >> d;
	cout << d << endl;
	return 0;
}

說(shuō)明：

  • 友元函數(shù)可訪問(wèn)類的私有和保護(hù)成員，但不是類的成員函數(shù)；
  • 友元函數(shù)不能用const修飾；
  • 友元函數(shù)可以在類定義的任何地方聲明，不受類訪問(wèn)限定符限制；
  • 一個(gè)函數(shù)可以是多個(gè)類的友元函數(shù)；
  • 友元函數(shù)的調(diào)用與普通函數(shù)的調(diào)用原理相同。

?2、友元類

? 友元類的所有成員函數(shù)都可以是另一個(gè)類的友元函數(shù)，都可以訪問(wèn)另一個(gè)類中的非公有成員。

  • 友元關(guān)系是單向的，不具有交換性；

? ? ? 比如下面的 Time類和Date類，在Time類中聲明Date類為其友元類，那么可以在Date類? ? ? ? ? 中直接訪問(wèn)Time類的私有成員變量，但想在Time類中訪問(wèn)Date類中私有的成員變量則

? ? ? 不行。

  • 友元關(guān)系不能傳遞；

? ? ? ?如果C是B的友元， B是A的友元，則不能說(shuō)明C時(shí)A的友元。

  • 友元關(guān)系不能繼承。
class Time
{
    // 聲明日期類為時(shí)間類的友元類，則在日期類中就直接訪問(wèn)Time類中的私有成員變量
    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 = 1900, int month = 1, int day = 1)
        : _year(year)
        , _month(month)
        , _day(day)
    {}
    void SetTimeOfDate(int hour, int minute, int second)
    {
        // 直接訪問(wèn)時(shí)間類私有的成員變量
        _t._hour = hour;
        _t._minute = minute;
        _t._second = second;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
    Time _t;
};

四、內(nèi)部類

?1、概念

如果一個(gè)類定義在另一個(gè)類的內(nèi)部，這個(gè)內(nèi)部類就叫做內(nèi)部類。內(nèi)部類是一個(gè)獨(dú)立的類， 它不屬于外部類，更不能通過(guò)外部類的對(duì)象去訪問(wèn)內(nèi)部類的成員。外部類對(duì)內(nèi)部類沒(méi)有任何優(yōu)越 的訪問(wèn)權(quán)限。

注意：內(nèi)部類就是外部類的友元類，參見(jiàn)友元類的定義，內(nèi)部類可以通過(guò)外部類的對(duì)象參數(shù)來(lái)訪問(wèn)外部類中的所有成員。但是外部類不是內(nèi)部類的友元。

?2、特性

  1. 內(nèi)部類可以定義在外部類的public、protected、private都是可以的。
  2. 注意內(nèi)部類可以直接訪問(wèn)外部類中的static成員，不需要外部類的對(duì)象/類名。
  3. sizeof(外部類)=外部類，和內(nèi)部類沒(méi)有任何關(guān)系。
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;
}

五、匿名對(duì)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)
	{
		//...
		cout << "Sum_Solution(int n)" << endl;
		return n;
	}
};
int main()
{
	A aa1;

	// 不能這么定義對(duì)象，因?yàn)榫幾g器無(wú)法識(shí)別下面是一個(gè)函數(shù)聲明，還是對(duì)象定義
	// A aa1();

	// 定義匿名對(duì)象，匿名對(duì)象的特點(diǎn)不用取名字，
	// 但是他的生命周期只有這一行，在這一行結(jié)束之后就會(huì)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)
	A();

	A aa2(2);

	// 匿名對(duì)象
	Solution().Sum_Solution(10);
	return 0;
}

六、拷貝對(duì)象時(shí)的一些編譯器優(yōu)化

在傳參和傳返回值的過(guò)程中，一般編譯器會(huì)做一些優(yōu)化，減少對(duì)象的拷貝，這個(gè)在一些場(chǎng)景下還 是非常有用的。?

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()
{
	// 傳值傳參
	A aa1;
	f1(aa1);
	cout << endl;
	// 傳值返回
	f2();
	cout << endl;
	// 隱式類型，連續(xù)構(gòu)造+拷貝構(gòu)造->優(yōu)化為直接構(gòu)造
	f1(1);
	// 一個(gè)表達(dá)式中，連續(xù)構(gòu)造+拷貝構(gòu)造->優(yōu)化為一個(gè)構(gòu)造
	f1(A(2));
	cout << endl;
	// 一個(gè)表達(dá)式中，連續(xù)拷貝構(gòu)造+拷貝構(gòu)造->優(yōu)化一個(gè)拷貝構(gòu)造
	A aa2 = f2();
	cout << endl;
	// 一個(gè)表達(dá)式中，連續(xù)拷貝構(gòu)造+賦值重載->無(wú)法優(yōu)化
	aa1 = f2();
	cout << endl;
	return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果：?

【C++】類和對(duì)象(下篇)---＞再識(shí)構(gòu)造函數(shù)，static成員，友元，內(nèi)部類，匿名對(duì)象,c++

對(duì)象返回 總結(jié)：

  1. 接收返回值對(duì)象，盡量拷貝構(gòu)造方式接收，不要賦值接收；
  2. 函數(shù)中返回對(duì)象時(shí)，盡量返回匿名對(duì)象。(減少了一次拷貝構(gòu)造)

函數(shù)傳參 總結(jié)：

盡量使用const & 傳參。

?文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-538895.html

本文要是有不足的地方，歡迎大家在下面評(píng)論，我會(huì)在第一時(shí)間更正。

【C++】類和對(duì)象(下篇)---＞再識(shí)構(gòu)造函數(shù)，static成員，友元，內(nèi)部類，匿名對(duì)象,c++

老鐵們，記著點(diǎn)贊加關(guān)注!!!?

【C++】類和對(duì)象(下篇)---＞再識(shí)構(gòu)造函數(shù)，static成員，友元，內(nèi)部類，匿名對(duì)象,c++

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到了這里，關(guān)于【C++】類和對(duì)象(下篇)---＞再識(shí)構(gòu)造函數(shù)，static成員，友元，內(nèi)部類，匿名對(duì)象的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！

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