【C++】类和对象（四）

1.初始化列表：

1.1为什么要有初始化列表？

实验代码如下：

class A{public:int _a1;//声明int _a2;const int _x;};int main(){A aa;//定义return 0;}

运行结果：

❓有一个const成员函数时，定义对象会报错

原因： const变量必须在定义的地方初始化

❓对象在main函数内定义，而对象中的成员变量在哪里初始化呢？

可以使用缺省值 const int _x=1;//缺省值，可以过

因此我们需要考虑有const的情况，我们要想办法初始化成员变量

1.2初始化列表的写法：

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 A{public:A(): _a2(1),_x(1){_a1++;_a2--;}private:int _a1=1;//声明int _a2=2;const int _x=1;//缺省值，可以过};

哪个对象调用构造函数，初始化列表都是它所有成员变量初始化的位置

不管是否显示在初始化列表写，那么编译器每个变量都会初始化列表定义初始化

【注意】

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**)

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(且该类没有默认构造函数时))

1.2.1如果成员变量有自定义类型的话：

• 尽量使用初始化列表初始化，因为不管你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初始化

class B {public:B(int b):_b(0){cout << "B()" << endl;}private:int _b;};class A{public:A():_x(1), _a2(1), _ref(_a1), _bb(0)//如果没有默认构造函数,就相当于调用它的构造函数{_a1++;_a2--;}private:int _a1=1;//声明int _a2=2;const int _x=1;//缺省值，可以过int& _ref;B _bb;//默认构造函数，对于内置类型不处理，对于自定义类型会调用默认构造//对于自定义类型，如果没写，会去调用默认构造，};

因为默认构造函数，对于内置类型不处理，对于自定义类型会调用默认构造
所以当成员列表中有自定义类型，如果没写构造函数，会去调用默认构造

• 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，与其在初始化列表中的先后次序无关

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11B.程序崩溃C.编译不通过D.输出1随机值

选D

2.explicit关键字：

构造函数不仅可以构造与初始化对象，对于单个参数或者除第一个参数无默认值其余均有默认值构造函数，还具有类型转换的作用。**

class Date{public:explicit Date(int year):_year(year){}/*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;}int main(){Test();return 0;}

说明：
如果有explicit，第30行会编译失败，explicit修饰构造函数后，禁止了单参构造函数的类型转换（这里的类型转换是2023转换成了Date类型）

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

如果使用多参数的构造函数，也是同样的原理。

3.static成员：

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。静态成员变量一定要在类外进行初始化

3.1static特性：

1. 静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的对象，存放在静态区，静态成员的字节大小不算在sizeof内

   #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include using namespace std;class Test{private:static int _n;int a;};int main(){cout << sizeof(Test) << endl;return 0;}

   

   静态成员在sizeof中是否被计算？

   只有在类和结构体位置才会被忽略，其他方面正常计算

   

2. 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

   class Test{public:private:static int _n;//静态成员的声明int a;};int Test::_n = 10;

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

   #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#includeclass Test{public:static void Fun(){std::cout << _a << std::endl; //不能访问非静态成员std::cout << _b << std::endl; }private:int _a; static int _b; };

5. 静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制

❓【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？

   说明：
   1.没有this指针调用不了

   2.OK

4.匿名对象：

实验代码：

class Sum{public:Sum(){_sum += _i;++_i;}static int GetSum(){return _sum;}private:static int _i;static int _sum;};int Sum::_i = 1;int Sum::_sum = 0;class Solution {public:int Sum_Solution(int n) {//Sum a[n];Sum* ptr = new Sum[n];return Sum::GetSum();}~Solution(){cout << "~Solution()" << endl;}};

4.1定义对象的陷阱：

Solution s1();不可以这样定义对象，分不清楚这个是函数声明还是对象
Solution();
Sum();
可以这样定义对象，这是匿名对象，生命周期只有这一行

4.2匿名对象的意义：

cout << Solution().Sum_Solution(10) << endl;

这里就可以不用创建一个对象，也不用再为对象想名字

还可以这样使用，减少创建一个对象

A func(int n){int ret = Solution().Sum_Solution(n);return A(ret);}

5.友元：

友元分为两种：友元函数和友元类

5.1友元函数：

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。

【注意】

• 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
• 友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受类访问限定符限制
• 一个函数可以是多个类的友元函数
• 友元函数的调用与普通函数的调用原理相同

5.2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。

• 友元关系是单向的，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，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。

  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; Time _t;};

• 友元关系不能传递，如果C是B的友元， B是A的友元，则不能说明C时A的友元。

• 友元关系不能继承，在继承位置再给大家详细介绍。

6.内部类：

概念：如果一个类定义在另一个类的内部，这个内部类就叫做内部类。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去访问内部类的成员。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，参见友元类的定义，内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类中的所有成员。但是外部类不是内部类的友元。

6.1内部类的特性：

1. 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。
2. 注意内部类可以直接访问外部类中的static成员，不需要外部类的对象/类名。
3. sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系。

classA{private:static int k;int h;public://内部类class B{private:int b;};};int main(){A aa;cout << sizeof(aa) << endl;return 0;}

❓这个sizeof是多大呢？

B跟A是独立的，只是受A的类域限制

独立是指在空间上的独立

6.2内部类的调用：

可以直接这样调用吗？ B bb;

不可以

编译器默认会不会去类里面找？会不会去命名空间里面找？

都不会！！！

因此要这样调用： A::B bb;（这是共有情况下，私有的情况呢 ？）

6.3内部类的意义：

B天生就是A的友元，因此在B中可以直接访问A的私有成员

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

7.编译器的优化：

7.1优化的特点：

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;};

• 直接构造：构造+拷贝构造——>优化为直接构造

这个优化(直接构造)不能跨表达式

int main(){A aa1 = 1;//比较新的编译器都有，类名转换//构造+拷贝构造->优化为直接构造func1(aa1);//构造+拷贝构造->优化为直接构造func1(2);//构造+拷贝构造->优化为直接构造func1(A(3));return 0;}

引用传参的情况呢？

func2(aa1);func2(2);func2(A(3));

都不会优化

有返回值的，会不会优化？

A func3(){A aa;return aa;}int main(){func3();return 0;}

不会优化。

A aa1 = func3();

• 拷贝构造+拷贝构造——优化为一个拷贝构造

func4();构造+拷贝构造——优化为构造
A aa2 = func4();构造+拷贝构造+拷贝构造优化为构造

【特点】

• 优化不可以跨语句

• 构造+拷贝构造==直接构造（构造）

• 拷贝构造+拷贝构造==拷贝构造

• 构造+拷贝构造+拷贝构造==构造

  【总结】

  

8.再次理解类和对象：

现实生活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
建对象后计算机才可以认识。比如想要让计算机认识洗衣机，就需要：

1. 用户先要对现实中洗衣机实体进行抽象—即在人为思想层面对洗衣机进行认识，洗衣机有什
   么属性，有那些功能，即对洗衣机进行抽象认知的一个过程
2. 经过1之后，在人的头脑中已经对洗衣机有了一个清醒的认识，只不过此时计算机还不清
   楚，想要让计算机识别人想象中的洗衣机，就需要人通过某种面相对象的语言(比如：C++、
   Java、Python等)将洗衣机用类来进行描述，并输入到计算机中
3. 经过2之后，在计算机中就有了一个洗衣机类，但是洗衣机类只是站在计算机的角度对洗衣
   机对象进行描述的，通过洗衣机类，可以实例化出一个个具体的洗衣机对象，此时计算机才
   能洗衣机是什么东西。
4. 用户就可以借助计算机中洗衣机对象，来模拟现实中的洗衣机实体了。
   在类和对象阶段，大家一定要体会到，类是对某一类实体(对象)来进行描述的，描述该对象具有那
   些属性，那些方法，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

大家要加油哦！！！！
明天的你会感谢今天的你的啊！！！