C++ 初始化列表+static成员+友元函数+友元类

1. 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 Time
{
    
    
public:
	Time(int hour)//这里的构造函数不能被调用
		//1.因为没有传参,需要调用的是无参的构造函数
		//2.因为没有传参,如果Time(int hour = 1),有默认值,就可调用
		:_hour(hour)
	{
    
    
		cout << "Time(int hour)" << endl;
	}
private:
	int _hour;
};

class Date
{
    
    
public:
	Date(int year, int month, int day,int hour)
		:_n(10)//初始化列表初始化
		, _ref(day)
		, _t(hour)
	{
    
    			//函数内部初始化
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;//声明
	int _month;
	int _day;
	
	//以下对象必须在定义的时候初始化
	const int _n;
	int& _ref;
	Time _t;//没有默认构造函数(不用传参数就可调用的那个构造函数)的对象
	//可以说,初始化列表就是为了这三种情况准备的
};
int main()
{
    
    
	Date d1(2021, 3, 4, 5);//整个对象定义的位置
	return 0;
}

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(该类没有默认构造函数)
    总结:
    内置类型使用初始化列表或者函数体内初始化。
    自定义类型成员变量,使用初始化列表
    内置类型就是语法已经定义好的类型:如int / char…,
    自定义类型就是我们使用class / struct / union自己定义的类型,

2. static 成员

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

为了更好的理解static成员的使用,我们来看一道题!
面试题:实现一个类,计算程序中创建出了多少个类对象。

class A
{
    
    
public:
	A()
	{
    
    
		++_countA;
	}

	A(const A& aa)
	{
    
    
		++_countA;
	}
	static int GetCountA()
	{
    
    
		return _countA;
	}
private:
	//声明
	static int _countA;//静态成员变量属于类的所有对象;属于整个类
	 
};
//定义
int A::_countA = 0;

int main()
{
    
    
	A a1;//当静态变量是共有的时候,可以这样访问,私有的时候就不行
	A a2;
	A a3;
	A a4(a3);
	//这两种方式只能在成员变量公有的情况下使用
	//cout << a4._countA << endl;//通过对象名调用(静态、非静态都可)
	//cout << A::_countA << endl;//通过类名直接调用(只能调用静态成员变量)
	
	//这两种调用方式在成员变量公有、私有的情况下都可使用
	//静态成员函数不能访问任何非静态成员变量
	cout << a1.GetCountA() << endl;//通过对象名调用成员函数、
	cout << A::GetCountA() << endl;//通过类名调用成员函数(只能调用静态成员函数)
	return 0;
}
静态成员我们可以认为是类的一种属性,它属于整个类,不单单属于某个对象!
但是静态成员变量只有在共有的情况下才能被 对象名 或者 类 名调用!为了调
用私有的静态成员变量,我们可以通过静态成员函数来调用,如上述代码所示!

静态成员的特性

  1. 静态成员为所有类对象所共享,不属于某个具体的实例(可以认为是类的一种属性)
  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
    (因为非静态的成员变量必须通过this指针来访问)
  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

3. 友元函数

先看一段代码:

class Date
{
    
    
public:
	Date(int year, int month, int day)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{
    
    }
	ostream& operator<<(ostream& _cout)
	{
    
    
		_cout<<d._year<<"-"<<d._month<<"-"<<d._day;
		return _cout;
	}
prvate:
	int _year;
	int _month;
	int _day

};
	int main()
{
    
    
	Date d(2017, 12, 24);
	d<<cout;
	return 0;
}

问题:重载operator<<,然后发现我们无法将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。所以我们要将operator<<重载成全局函数。
修改代码如下:

class Date
{
    
    
	friend istream& operator >> (istream& out,  Date& d);//友元
	friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);//友元
public:
	Date(int year = 1990,int month = 1,int day  =1)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{
    
    }
	 
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
istream& operator >> (istream& in ,  Date& d)
{
    
    
	cout << "请依次输入年月日" << endl;
	in >> d._year >> d._month >>  d._day;
	return in;
}
 ostream& operator << (ostream& out, const Date& d)
{
    
    //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。
	out << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl;
	return out;
}
int main()
{
    
    
	Date d1(2020, 3, 4);
	Date d2(2020, 3, 5);
	cout << d1;
	cout << d1 << d2 ;//连续输出
	
	//连续输入后连续输出
	cin >> d1 >> d2;
	cout << d1 << d2;
	return 0;
} 

结果如图:
在这里插入图片描述

友元函数说明:

1. 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。
2. 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
3. 友元函数不能用const修饰。
4. 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。
5. 一个函数可以是多个类的友元函数。
6. 友元函数的调用与普通函数的调用和原理相同。

4. 友元类

class Date; // 前置声明
class Time
{
    
    
	friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);//友元
	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 , int minute, int second)
		: _hour(hour)
		, _minute(minute)
		, _second(second)
	{
    
    }
private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};
class Date
{
    
    
	friend ostream& operator << (ostream& out, const Date& d);//友元
public:
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1,int hour = 0,int minute = 0,int second = 0)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
		, _t(hour,minute,second)
	{
    
    }
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	Time _t;
};
ostream& operator << (ostream& out, const Date& d)
{
    
    
	out << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day ; 
	out << d._t._hour <<"时"<< d._t._minute <<"分"<< d._t._second <<"秒"<< endl;
	return out;
}
int main()
{
    
    
	Date d1(2020, 2, 3, 1, 1, 1);
	cout << d1;
	return 0;
}

总结:我想访问你,就把我定义成你的友元。我是一个函数就把我定义成你的友元函数。我是一个类,就把我定义成你的友元类

友元类说明:

友元关系是单向的,不具有交换性。
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。

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