类和对象(下) (初始化列表,static成员函数,友元函数,内部类详解)

目录

前言

一、初始化列表

1.再谈构造函数

2.初始化列表特征

3.explict关键字

二、static成员

三、友元

1.友元函数

2.友元类

四、c++11初始化成员特性

五、内部类

总结


前言

哈喽,大家好,本章是类和对象的下篇,学完这一篇,那我们关于类和对象的概念就掌握的差不多啦,那话不多说,让我们快点开始吧。


提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考

一、初始化列表

1.再谈构造函数

上一篇我们讲到了,在创建对象时,编译器通过调用构造函数,给成员变量赋初值。但你可能不知道,除了使用构造函数,还有其他途径可以对成员变量进行初始化,那就是初始化列表,它和构造函数有什么共同点和区别呢,让我们一起来看看吧。

2.初始化列表特征

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。卸载构造函数的参数和大括号之间。

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(初始化只能进行一次)

2.类中包含以下成员,必须放到初始化列表进行初始化

(1)引用成员变量

(2)const成员变量

(3)自定义类型成员变量(该类没有默认的构造函数)

这三种类型有个共同点,都需要在定义时进行初始化(自定义类型变量需要调用构造函数)。我们可以理解为类中的成员变量是在初始化列表中完成定义的,所以以上三种成员必须放到列表中进行初始化,来保证定义和初始化同时进行。

3.尽量使用初始化列表

在类中,我们想要给成员变量赋初值,用构造函数和初始化列表都能实现。但最好用初始化列表,因为初始化列表在某些情况下可以节约时间。

(1)对于内置类型,使用初始化列表和构造函数没有什么区别

(2)对于自定义类型,使用初始化列表效率更高。

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



class Date
{
public:
	// 自定义类型,使用初始化列表 -》 构造函数
	/*Date(int day, int hour)
		:_t(hour)
	{}*/

	// 自定义类型,不使用初始化列表 -》 构造函数 + operator=
	Date(int day, int hour)
	{
		// 函数体内初始化
		Time t(hour);
		_t = t;
	}

private:
	int _day;
	Time _t;
};

int main()
{
	Date d(12, 12);
}

 使用初始化列表进行初始化,直接调用_t的构造函数即可。

如果选择不在初始化列表中对_t进行赋值,_t依旧会进入初始化列表进行定义,在定义过程中,编译器会自动调用它的默认构造函数将_hour赋值为0。如果我们想要在下面的函数中给_hour重新赋值的话,则需要先创建一个新的对象,然后在赋值给它。(这里无法在调用构造函数,因为在初始化列表中已经调用过了默认构造函数,再次调用将会重定义)。

显然,选择初始化列表进行初始化效率更高。

3.explict关键字

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

void TestDate()
{
    Date d1(2018);

    d1 = 2019;
}

上面两种写法都可以调用构造函数,但这样会降低代码的可读性,如果想禁止构造函数的隐式类型转换,可以使用explict关键字。

class Date
{
public:
	
	explicit Date(int year) //这样就可以禁止隐式类型转换
		:_year(year)
	{}
private:
	int _year;
	int _month :
	int _day;
};

二、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。

注意:static不属于类内,而是会存储在静态区

class Date
{
public:
	

private:
	static int _year;
	
};

int main()
{
	cout<<sizeof(Date);
}

输出结果为1。

所以静态变量需要在类外进行初始化,虽然静态变量为private,但在初始化时,编译器会开一个后门,让我们可以找到他。

特征:

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、private3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吗?
2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗?

答:静态成员函数是不可以调用非静态成员函数的,因为静态成员函数没有this指针,不能访问任何非静态成员。反之,非静态成员函数可以调用类的静态成员函数。

三、友元

1.友元函数

问题:现在我们尝试去重载operator<<,然后发现我们没办法将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。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。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。

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。

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;
	cin >> d;
	cout << d << endl;
	return 0;
}

说明:

(1)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
(2)友元函数不能用const修饰
(3)友元函数可以在类的任何地方声明,不受类的访问限定符限制
(4)一个函数可以是多个类的友元函数
(5)友元函数的调用与普通函数的调用和原理相同

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。

说明:

(1)朋元关系是单向的,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(在Date的声明前面加friend),    那么可以在Date类中直接访问Time类的私有成员变量,但想在Time类中访问Date类中私有的成      员变量则不行。
(2)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

四、c++11初始化成员特性

c++11支持在非静态成员变量声明时赋值,但要注意,这里给的是缺省值。也就说只有没有在初始化列表和构造函数里被初始化的变量,才会被赋予这个缺省值。

class B
{
public:
	B(int b = 0)
		:_b(b)
	{}
	int _b;
};
class A
{
public:
	
	void Print()
	{
		cout << a << endl;
		cout << b._b << endl;
	}
private:
	// 非静态成员变量,可以在成员声明时给缺省值。
	int a = 10;
	B b = 20;
};

int main()
{
	A a;
	a.Print();
	return 0;
}

打印结果:

可以看出,在没有初始化的情况下,成员变量都被进行了赋值。声明时给缺省值既可以用于内置类型,也可以用于自定义类型。

五、内部类

概念:如果一个类定义在一个类的内部,那这个类就是另一个类的内部类,但是内部类并不属于外部类。

注意:内部类可以看作外部类的友元类,但外部类不是内部类的友元类。所以内部类可以访问外部类的成员,但外部类没有内部类的访问权限。

特性:

(1)内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。

(2)内部类可以直接访问外部类的成员,不需要外部类的对象或类名。

(3)sizeof(外部类)=外部类,和内部类没有关系。

代码如下:

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

总结

本文介绍了类和对象的的最后一部分,到目前为止,类和对象的基本知识全部介绍完毕。希望大家能从我的文章中获得收获,我也将继续为大家带来高质量的作品,感谢阅读。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/weixin_59371851/article/details/124574496
今日推荐