???內(nèi)容專欄： C/C++編程
??本文概括： C++基礎(chǔ)語法。初始化列表、explicit關(guān)鍵字、static成員、友元、內(nèi)部類、匿名對象、拷貝對象時(shí)的一些編譯器優(yōu)化等。
??本文作者： 阿四啊
??發(fā)布時(shí)間：2023.9.8
再談構(gòu)造函數(shù)
構(gòu)造函數(shù)體賦值
在創(chuàng)建對象時(shí)，編譯器通過調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，給對象中各個(gè)成員變量一個(gè)合適的初始值。
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
雖然上述構(gòu)造函數(shù)調(diào)用之后，對象中已經(jīng)有了一個(gè)初始值，但是不能將其稱為對對象中成員變量
的初始化，構(gòu)造函數(shù)體中的語句只能將其稱為賦初值，而不能稱作初始化。因?yàn)槌跏蓟荒艹跏?br> 化一次，而構(gòu)造函數(shù)體內(nèi)可以多次賦值。
初始化列表
初始化列表：以一個(gè)冒號開始，接著是一個(gè)以逗號分隔的數(shù)據(jù)成員列表，每個(gè)"成員變量"后面跟
一個(gè)放在括號中的初始值或表達(dá)式。
class Date
{
public:
//初始化列表是每個(gè)成員列表定義和初始化的地方
//不管你寫不寫 每個(gè)成員都要走初始化列表
Date(int year, int month, int day)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
private:
//每個(gè)成員的聲明
int _year;
int _month;
int _day;
};
??注意：
- 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)
-
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(且該類沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)時(shí))
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; // 沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
int& _ref; // 引用
const int _n; // const
};
??注意：成員變量如果沒有在初始化列表初始化，對于內(nèi)置類型，編譯器會給隨機(jī)值(有些編譯器會給0)，對于自定義類型，編譯器會去調(diào)用它的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。
- 聲明缺省值(C++11語法)與初始化列表同時(shí)存在，那么編譯器就會選擇使用初始化列表
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
:_year(year)
,_month(month)
{
//構(gòu)造函數(shù)體內(nèi)初始化
}
private:
int _year;
int _month;
int _day = 20;
//C++11支持給缺省值，這個(gè)缺省值是給初始化列表的
//如果初始化列表沒有顯示給值，那么就用這個(gè)缺省值
//如果顯示給值了，就不用這個(gè)缺省值
};
int main()
{
Date d1(2023, 10, 1);
Date d2;
return 0;
}
- 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();
}
/*A. 輸出1 1
B.程序崩潰
C.編譯不通過
D.輸出1 隨機(jī)值
*/
結(jié)果為：D、輸出1 隨機(jī)值
explicit關(guān)鍵字
單參數(shù)的隱式類型轉(zhuǎn)換
構(gòu)造函數(shù)不僅可以構(gòu)造與初始化對象，對于單個(gè)參數(shù)或者除第一個(gè)參數(shù)無默認(rèn)值其余均有默認(rèn)值的構(gòu)造函數(shù)，還具有隱式類型轉(zhuǎn)換的作用。
class Date
{
public:
// 1. 單參構(gòu)造函數(shù)，沒有使用explicit修飾，具有類型轉(zhuǎn)換作用
// explicit修飾構(gòu)造函數(shù)，禁止類型轉(zhuǎn)換---explicit去掉之后，代碼可以通過編譯
Date(int year)
:_year(year)
{}
/*
// 2. 雖然有多個(gè)參數(shù)，但是創(chuàng)建對象時(shí)后兩個(gè)參數(shù)可以不傳遞，沒有使用explicit修飾，具
有類型轉(zhuǎn)換作用
// explicit修飾構(gòu)造函數(shù)，禁止類型轉(zhuǎn)換
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);
// 用一個(gè)整形變量給日期類型對象賦值
// 實(shí)際編譯器背后會用2023構(gòu)造一個(gè)臨時(shí)對象，最后用臨時(shí)對象給d1對象進(jìn)行賦值
d1 = 2023;
// 將1屏蔽掉，2放開時(shí)則編譯失敗，因?yàn)閑xplicit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
}
多參數(shù)的隱式類型轉(zhuǎn)換
//多參數(shù)的隱式類型轉(zhuǎn)換
class B
{
public:
//explicit B(int b1, int b2) // 禁止多參數(shù)構(gòu)造類型轉(zhuǎn)換
B(int b1, int b2)
:_b1(b1)
,_b2(b2)
{
cout << "B(int b1, int b2)" << endl;
}
private:
int _b1;
int _b2;
};
int main()
{
//C++ 11支持多參數(shù)的轉(zhuǎn)換
B bb1(1, 1);
B bb1 = {2, 2};
const B& ref = {2, 2};
}
static成員
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)。
static成員變量
??注意：靜態(tài)成員變量一定要在類外進(jìn)行初始化，初始化時(shí)不用加上static關(guān)鍵字。
class MyClass {
private:
static int count; // 靜態(tài)成員變量聲明
};
int MyClass::count = 0; // 初始化靜態(tài)成員變量
面試題：實(shí)現(xiàn)一個(gè)類，計(jì)算程序中累計(jì)創(chuàng)建了多少個(gè)對象？正在使用的有多少個(gè)對象？
以下是將成員變量限定為`public`
思路： 正在使用的對象：即調(diào)用了一次構(gòu)造函數(shù)或者拷貝構(gòu)造函數(shù)，那么對應(yīng)也會調(diào)用一次析構(gòu)函數(shù)。
累計(jì)創(chuàng)建的對象：即一共調(diào)用了多少次構(gòu)造函數(shù)或者析構(gòu)函數(shù)，不算作調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。
我們用`active`變量統(tǒng)計(jì)正在使用的對象；用`total`變量統(tǒng)計(jì)累計(jì)創(chuàng)建的對象
//正在使用的有多少個(gè)對象
//int active
//累計(jì)創(chuàng)建的有多少個(gè)對象
//int total
class A
{
public:
A()
{
active++;
total++;
}
A(const A& a)
{
active++;
total++;
}
~A()
{
active--;
}
/* int Get_active()
{
return active;
}
int Get_total()
{
return total;
}
*/
//private:
/*靜態(tài)成員變量屬于所有A對象 屬于整個(gè)類*/
//正在使用對象的聲明
static int active;
//累計(jì)使用對象的聲明
static int total;
};
//正在使用對象的定義
int A::active = 0;
//累計(jì)使用對象的定義
int A::total = 0;
A fun(A aa)
{
return aa;
}
int main()
{
A a1;
A a2;
cout << A::total << " " << A::active << endl;
A();
cout << A::total << " " << A::active << endl;
fun(a1);
cout << A::total << " " << A::active << endl;
return 0;
}
上述代碼打印結(jié)果：
2 2
3 2
5 2
如果將成員變量設(shè)為公有的，那么我們豈不是可以在外面能夠隨便修改total、active嗎？所以這么寫導(dǎo)致代碼不具安全性。那么我們只好將成員變量限定為private，那么我們可以將成員變量封裝成為一個(gè)函數(shù)，在創(chuàng)建對象時(shí)，直接進(jìn)行調(diào)用成員函數(shù)即可。
??那么問題又來了，我們這里創(chuàng)建匿名對象該如何去調(diào)用封裝的函數(shù)Get_active()和 Get_total()呢？
int main()
{
//匿名對象
A();
A();
A();
//匿名這里該如何去調(diào)用Get_active和Get_total函數(shù)呢？
//cout << ??? << endl;
return 0;
}
下面就有了靜態(tài)成員函數(shù)的概念：
static成員函數(shù)
如果將靜態(tài)成員變量放入成員函數(shù)體中，那么就需要將此函數(shù)用static加以修飾。
class A
{
public:
A()
{
active++;
total++;
}
A(const A& a)
{
active++;
total++;
}
~A()
{
active--;
}
//靜態(tài)成員函數(shù)的特別：沒有this指針
static int Get_active()
{
//若有非靜態(tài)成員，則不能訪問非靜態(tài)成員，因?yàn)闆]有this指針
return active;
}
static int Get_total()
{
return total;
}
private:
/*靜態(tài)成員變量屬于所有A對象 屬于整個(gè)類*/
//正在使用對象的聲明
static int active;
//累計(jì)使用對象的聲明
static int total;
};
//正在使用對象的定義
int A::active = 0;
//累計(jì)使用對象的定義
int A::total = 0;
A fun(A aa)
{
return aa;
}
int main()
{
//匿名對象
A();
A();
A();
//通過類名+作用域操作符:: 訪問靜態(tài)成員函數(shù)
cout << A::Get_total() << " " << A::Get_active() << endl;
return 0;
}
特性
- 靜態(tài)成員為所有類對象所共享，不屬于某個(gè)具體的對象，存放在靜態(tài)區(qū)
- 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
- 類靜態(tài)成員即可用 類名::靜態(tài)成員 或者 對象.靜態(tài)成員 來訪問
- 靜態(tài)成員函數(shù)沒有隱藏的this指針，不能訪問任何非靜態(tài)成員
- 靜態(tài)成員也是類的成員，受public、protected、private 訪問限定符的限制
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。
友元函數(shù)
問題：在類與對象(中)，我們實(shí)現(xiàn)日期類，嘗試去重載operator<<，然后發(fā)現(xiàn)沒辦法將operator<<重載成成員函數(shù)。因?yàn)閏out的輸出流對象和隱含的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)形參對象，才能正常使用。所以要將operator<<重載成全局函數(shù)。但又會導(dǎo)致類外沒辦法訪問成員，此時(shí)就需要友元來解決。
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;
};
友元函數(shù)可以直接訪問類的私有成員，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 = 1900, int month = 1, int day = 1)
: _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;
cin >> d;
cout << d << endl;
return 0;
}
??說明：
- 友元函數(shù)可訪問類的私有和保護(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
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Time類的私有成員變量，但想在Time類中訪問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，則不能說明C時(shí)A的友元。
- 友元關(guān)系不能繼承。在繼承章節(jié)再給大家詳細(xì)介紹。
class Time
{
friend class Date; // 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Time類中的私有成員變量
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)
{
// 直接訪問時(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;
};
內(nèi)部類
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，更不能通過外部類的對象去訪問內(nèi)部類的成員。外部類對內(nèi)部類沒有任何優(yōu)越
的訪問權(quán)限。
注意：內(nèi)部類就是外部類的友元類，參見友元類的定義，內(nèi)部類可以通過外部類的對象參數(shù)來訪
問外部類中的所有成員。但是外部類不是內(nèi)部類的友元。
特性：
- 內(nèi)部類可以定義在外部類的public、protected、private都是可以的。
- 注意內(nèi)部類可以直接訪問外部類中的static成員，不需要外部類的對象/類名。
- sizeof(外部類)=外部類，和內(nèi)部類沒有任何關(guān)系。
//B類受A類域和訪問限定符的限制，其實(shí)他們是兩個(gè)獨(dú)立的類
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;
}
匿名對象
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()
{
A aa1;
// 不能這么定義對象，因?yàn)榫幾g器無法識別下面是一個(gè)函數(shù)聲明，還是對象定義
//A aa1();
// 但是我們可以這么定義匿名對象，匿名對象的特點(diǎn)不用取名字，
// 但是他的生命周期只有這一行，我們可以看到下一行他就會自動調(diào)用析構(gòu)函數(shù)
A();
//const引用會延長匿名對象的生命周期
//ref出了作用域，匿名對象就銷毀了
const A& ref = A();
A aa2(2);
// 匿名對象在這樣場景下就很好用，當(dāng)然還有一些其他使用場景，這個(gè)我們以后遇到了再說
Solution().Sum_Solution(10);
return 0;
}
拷貝對象時(shí)的一些編譯器優(yōu)化
在傳參和傳返回值的過程中，一般編譯器會做一些優(yōu)化，減少對象的拷貝，這個(gè)在一些場景下還
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->無法優(yōu)化
aa1 = f2();
cout << endl;
return 0;
}
再談?lì)惡蛯ο?/h2>
現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)體計(jì)算機(jī)并不認(rèn)識，計(jì)算機(jī)只認(rèn)識二進(jìn)制格式的數(shù)據(jù)。如果想要讓計(jì)算機(jī)認(rèn)識現(xiàn)
實(shí)生活中的實(shí)體，用戶必須通過某種面向?qū)ο蟮恼Z言，對實(shí)體進(jìn)行描述，然后通過編寫程序，創(chuàng)
建對象后計(jì)算機(jī)才可以認(rèn)識。比如想要讓計(jì)算機(jī)認(rèn)識洗衣機(jī)，就需要：文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-701543.html
- 用戶先要對現(xiàn)實(shí)中洗衣機(jī)實(shí)體進(jìn)行抽象—即在人為思想層面對洗衣機(jī)進(jìn)行認(rèn)識，洗衣機(jī)有什
么屬性，有那些功能，即對洗衣機(jī)進(jìn)行抽象認(rèn)知的一個(gè)過程 - 經(jīng)過1之后，在人的頭腦中已經(jīng)對洗衣機(jī)有了一個(gè)清醒的認(rèn)識，只不過此時(shí)計(jì)算機(jī)還不清
楚，想要讓計(jì)算機(jī)識別人想象中的洗衣機(jī)，就需要人通過某種面相對象的語言(比如：C++、
Java、Python等)將洗衣機(jī)用類來進(jìn)行描述，并輸入到計(jì)算機(jī)中 - 經(jīng)過2之后，在計(jì)算機(jī)中就有了一個(gè)洗衣機(jī)類，但是洗衣機(jī)類只是站在計(jì)算機(jī)的角度對洗衣
機(jī)對象進(jìn)行描述的，通過洗衣機(jī)類，可以實(shí)例化出一個(gè)個(gè)具體的洗衣機(jī)對象，此時(shí)計(jì)算機(jī)才
能洗衣機(jī)是什么東西。 - 用戶就可以借助計(jì)算機(jī)中洗衣機(jī)對象，來模擬現(xiàn)實(shí)中的洗衣機(jī)實(shí)體了。
在類和對象階段，大家一定要體會到，類是對某一類實(shí)體(對象)來進(jìn)行描述的，描述該對象具有那
些屬性，那些方法，描述完成后就形成了一種新的自定義類型，才用該自定義類型就可以實(shí)例化
具體的對象。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-701543.html
到了這里，關(guān)于【C++基礎(chǔ)】類與對象(下) 初始化列表、友元、內(nèi)部類、匿名對象的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?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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