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1. 再谈构造函数
1.1 构造函数体赋值
在创建对象的时候，编译器通过调用构造函数，给对象当中各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，对象当中已经有了一个初始值。但是不能将其称为对对象当中成员变量的初始化。构造函数体中的语句只能将其称为赋初值，而不能称为初始化。因为初始化只能初始化一次，但是构造函数体内可以多次赋值。
1.2 初始化列表
初始化列表：一个冒号开始，接着是一个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当中的初始值或表达式
class Date {
public:
Date(int year, int month, int day)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
注意：
- 每个成员变量在初始化列表当中只能出现一次（初始化只能初始化一次）
- 类中包含一下成员，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（且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
};
- 尽量使用初始化列表进行初始化，因为不管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进行初始化
class Time
{
public:
Time(int hour = 0)
:_hour(hour)
{
cout << "Time()" << endl;
}
private:
int _hour;
};
class Date
{
public:
Date(int day)
{
}
private:
int _day;
Time _t;
};
int main()
{
Date d(1);
}
- 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，与其在初始化列表的先后次序无关
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.输出1 1
B.程序崩溃
C.编译不通过
D.输出1 随机值
1.3 explicit关键字
构造函数不仅可以构造与初始化对象，对于单个参数或除第一个参数无默认值其余均有默认值的构造函数，还具有类型转换的作用
- 单参构造函数，没有使用
explicit修饰，具有类型转换作用 - 虽然有多个参数，但是常见对象的时候后两个参数可以不传递，仍然可以类型转换
class Date
{
public:
explicit Date(int year)
:_year(year)
{
}
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);
// 用一个整形变量给日期类型对象赋值
// 实际编译器背后会用2023构造一个无名对象，最后用无名对象给d1对象进行赋值
d1 = 2023;
// 将1屏蔽掉，2放开时则编译失败，因为explicit修饰构造函数，禁止了单参构造函数类型转
//换的作用
}
用explicit修饰构造函数，将会禁止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，称为类静态成员变量；用static修饰的成员函数，称之为静态成员函数。静态成员变量一定要在类外进行初始化
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;
}
~A() {
--_scount;
}
static int GetACount() {
return _scount;
}
private:
static int _scount;
};
int A::_scount = 0;
void TestA()
{
cout << A::GetACount() << endl;
A a1, a2;
A a3(a1);
cout << A::GetACount() << endl;
}
2.2 特性
- 静态成员为所有类对象共享，不属于某个具体的类，存放在静态区
- 静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字，类中只是声明
- 类静态成员可用类名::静态成员或者对象.静态成员 来访问
- 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
- 静态成员也是类的成员，是public、protected、private访问限定符的限制
思考两个问题:
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- 静态函数可以调用非静态函数吗？
- 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？
3. 友元
友元提供了一种突破封装的方式，有时提供了遍历。但是友元增加了耦合度，破坏了封装，，所以不宜多使用
友元分为：友元函数和友元类
3.1 友元函数
现在我们去尝试重载operator<<，然后发现没办法重载。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cout需要第一个形参对象，才能正常使用。所以要将operator<<重载成全局函数。但类外没办法访问私有成员，友元就可以来解决
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{
}
说明 :
// d1 << cout; -> d1.operator<<(&d1, cout); 不符合常规调用
// 因为成员函数第一个参数一定是隐藏的this，所以d1必须放在<<的左侧
ostream & operator<<(ostream& _cout)
{
_cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
return _cout;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
友元函数可以直接发访问类的私有成员，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，声明的时候需要加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 = 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;
}
- 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
- 友元函数不能用const修饰
- 友元函数可以在类的任何地方声明，不受访问限定符的限制
- 一个函数可以是多个类的友元函数
- 友元函数的调用和普通函数的调用原理相同
3.2 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的非公有成员
- 友元关系是单向的，没有交换性
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 - 友元关系不能传递
- 友元关系不能继承
class Time
{
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 = 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)
{
// 直接访问时间类私有的成员变量
_t._hour = hour;
_t._minute = minute;
_t._second = second;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
4. 内部类
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。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访问内部类的成员。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友元类。内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类的所有成员。但是外部类不是内部类的友元
特性：
- 内部类可以定义在外部类的任何地方
- 注意内部类可以直接访问外部类的static成员，不需要外部类的对象，类名
- sizeof（外部类）= 外部类，和内部类没有任何关系
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;
}
5. 匿名对象
匿名对象的特点不用取名字，它的生命周期只有这一行，到了下一行就自动调用析构函数
6. 拷贝对象时的一些编译器优化
在传参和传返回值的过场中，一般编译器会做一些优化，减少对象的拷贝。
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()
{
// 传值传参
A aa1;
f1(aa1);
cout << endl;
// 传值返回
f2();
cout << endl;
// 隐式类型，连续构造+拷贝构造->优化为直接构造
f1(1);
// 一个表达式中，连续构造+拷贝构造->优化为一个构造
f1(A(2));
cout << endl;
// 一个表达式中，连续拷贝构造+拷贝构造->优化一个拷贝构造
A aa2 = f2();
cout << endl;
// 一个表达式中，连续拷贝构造+赋值重载->无法优化
aa1 = f2();
cout << endl;
return 0;
}
7. 再次理解类和对象
现实生活当中的实体计算机并不认识，计算机只认识二进制格式的数据。如果想要让计算机认识现实生活中的实体，用户必须通过某种面向对象的语言，对实体进行描述，然后通过编写程序，创建对象后计算机才认识。
在类和对象阶段，一定要体会到类是对某一类实体（对象）来进行描述的，描述该对象具有哪些属性，哪些方法，描述完成后就形成了一种新的自定义类型，才用该自定义类型就可以实例化具体的对象
8. 练习题
静态成员变量的解法。
内部类解法