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【C++笔记】类和对象（下）

article 2024/10/24 23:44:00

前言

各位读者朋友大家好，上期我们讲了类和对象中篇的内容，这期我们开启类和对象部分的收尾，这部分的难度不低，希望我们能打败他！

一. 再探构造函数

1. 之前我们在讲构造函数的时候，初始化成员变量主要使用函数体内赋值，构造函数初始化还有一种方式，就是初始化列表，初始化列表的使用方式是以一个冒号开始，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里的初始值或表达式。

当然我们也可以在花括号内继续使用赋值。
2. 每个成员变量在初始化列表中只能出现一次，语法上理解初始化列表可以认为是每个成员变量定义初始化的地方。
3. 引用成员变量、const成员变量、没有默认构造函数的类类型变量，必须放在初始化列表的位置进行初始化，否则会报错。
因为引用在定义的时候必须初始化，而每一个成员变量都要走初始化列表，引用成员变量在初始化列表没有进行初始化，也就相当于引用在定义的时候没有初始化，这在语法上是不允许的，因此会报错。

const成员变量具有常性，我们在定义初始化之后就不能对其进行修改，初始化列表就是定义初始化的过程，在这里没有对const成员变量进行初始化，后续就不能对其进行赋值了。

对于没有默认构造函数的类类型变量（也就是我们写了带参的的构造函数），在对类类型变量初始化时，如果没有在初始化列表初始化，就相当于调用我们写的带参的构造函数时没有传实参，所以编译器会报错，因此要在初始化列表对没有默认构造函数的类类型变量初始化。
4. C++11支持成员变量声明的位置给缺省值，这个缺省值主要是给没有显示在初始化列表初始化的成员使用的，编译器自己生成的默认构造函数也会使用这个缺省值。
5. 尽量使用初始化列表初始化，因为那些不在初始化列表初始化的成员变量也会走初始化列表，如果这个成员在声明位置给了缺省值，初始化列表就会使用这个缺省值初始化。如果没有给初始值，对于没有在初始化列表显示初始化的内置类型成员是否初始化取决于编译器，C++并没有规定。对于没有默认构造函数且没有在初始化列表初始化的自定义类型成员变量，会编译报错。
总结：
6. 初始化列表中按照成员变量在类中的声明顺序进行初始化，跟成员变量在初始化列表中出现的先后顺序无关。建议声明顺序和初始化列表的顺序保持一致。（声明的顺序实际是在内存中存放的顺序）

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	A(int a)
		:_a1(a)
		, _a2(_a1)
	{}
	void Print() {
		cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
	}
private:
	int _a2 = 2;
	int _a1 = 2;
};

int main()
{
	A aa(1);
	aa.Print();
}

在这里插入图片描述

二. 类型转换

1. C++支持内置类型隐式类型转换为类类型对象，需要有相关内置类型为参数的构造函数。
2. 构造函数前加上explicit就不再支持隐式类型转化。
3.类类型的对象之间也可以隐式类型转换，需要相应的构造函数支持。

三. static成员

1.用static修饰的成员变量，称之为静态成员变量，静态成员变量一定要在类外初始化。

静态成员变量不能在声明的位置给缺省值初始化，因为缺省值是给初始化列表用的，静态成员变量不属于某个对象，不走构造函数的初始化列表。
2.静态成员变量为当前类的所有对象所共享，不属于某个具体的对象，不存在对象中，存放在静态区。

对于A这个类仅有1个字节的大小，这一个字节是用来占位的。
3.用static修饰的成员函数，称之为静态成员函数，静态成员函数没有this指针。
4.静态成员函数中可以访问其他的静态成员，但是不能访问非静态的，因为没有this指针。（没有this指针就不能解引用访问）
5.非静态的成员函数，可以访问任意的静态成员变量和静态成员函数。
6.突破类域就可以访问静态成员变量，可以通过类名::静态成员或者对象.静态成员来访问静态成员变量和静态成员函数。
7.静态成员也是类的成员，受public、protected、private访问限定符的限制。

这里的静态成员变量可以统计当前类有几个存在的对象：
在这里插入图片描述
在构造函数或者拷贝构造函数执行的时候对静态成员变量+1，析构函数执行时对静态成员变量-1。
这里看一道OJ题:链接: link

class A 
{
public:
    A()
    {
        _ret += _i;
        _i++;
    }
    static int GetRet()
    {
        return _ret;
    }
private:
    static int _ret;
    static int _i;
};
int A::_ret = 0;
int A::_i = 1;
class Solution {
public:
    int Sum_Solution(int n) {
        A a[n];
        return A::GetRet();
    }
};

创建一个类A并定义两个静态成员变量_ret（返回值）和_i（加数），在类Solution 中创建一个类型为A的长度为n的数组，数组在创建的时候会调用A的构造函数，在构造函数中对_ret+=_i，_i++就可实现从1到n的求和，然后实现一个静态成员函数GetRet返回_ret的值，在Solution类中返回这个函数的返回值就可以得到累加的结果了。

四. 友元

友元声明在日期类的运算符重载时我们提到过，下面更详细的讲一下。
1. 友元提供了一种突破类的访问限定符封装的方式，友元分为：友元函数和友元类，在函数声明或者类声明前面加上friend，并且把友元声明放在一个类的里面。
在这里插入图片描述

2.外部友元函数可以访问类的私有和保护成员，友元函数仅仅是一种声明，他不是类的成员函数。
3.友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受类访问限定符的限制。
4.一个函数可以是多个类的友元函数。
5.友元类中的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私有和保护成员。
6.友元类的关系是单向的，不具有交换性，比如A类是B类的友元，但B类不是A类的友元。
7.友元类不具有传递性，如果A是B的友元，B是C的友元，但A不是C的友元。
8.有时提供了便利，但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以友元不建议多用。

五. 内部类

1.如果一个类定义在另一个类的内部，这个定义在内部的类就叫内部类。内部类是一个独立的类，跟定义在全局的类相比，他只是受外部类类域限制和访问限定符限制，所以外部类定义的对象中不包含内部类。
在这里插入图片描述
A类的大小是4个字节说明A中没有定义B类。
2.内部类，默认是外部类的友元。

B类的成员函数可以直接访问A类的私有成员变量。
3.内部类的本质是一种封装，当A类和B类紧密关联,A类实现出来主要就是给B类使用，那么可以考虑将A类写成B的内部类，如果放到private/protected的位置，那么A类就是B的内部类，其他地方都用不了。
在这里插入图片描述
那这样上面的OJ题就可以将A类写成Solution的内部类：

class Solution {
  public:
    static int _ret;
    static int _i;
    int Sum_Solution(int n) {
        A a[n];
        return _ret;
    }
    class A {
      public:
        A() {
            _ret += _i;
            _i++;
        }
    };
};
int Solution::_i = 1;
int Solution::_ret = 0;