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C++复习类与对象基础

news 来源：原创 2025/5/9 15:10:37

类的成员函数为什么需要在类外定义

1.1 代码组织与可读性

类内定义：适合短小简单的函数（如 getter/setter），能直观体现类的接口设计。
类外定义：当函数体较复杂时，将实现移到类外（如 .cpp 文件）可保持类声明简洁，便于快速理解类的核心接口，避免代码臃肿。

1.2 编译依赖与构建速度

类内定义：若函数体直接写在头文件中，每次修改函数逻辑时，所有包含该头文件的代码都需要重新编译，导致编译时间大幅增加。
类外定义：将实现放在 .cpp 文件中，修改实现时仅需重新编译该 .cpp 文件，显著提升大型项目的构建效率。

1.3 避免重复定义（ODR 规则）

类内定义：若头文件被多个源文件包含，类内定义的成员函数会被视为内联函数（inline）。虽然内联允许重复定义，但过度使用可能导致代码膨胀。
类外定义：在 .cpp 文件中定义函数，确保仅有一份实现，严格遵循单一定义规则（One Definition Rule, ODR）。

1.4 封装与信息隐藏

类外定义：可将实现细节隐藏在 .cpp 文件中，仅通过头文件暴露接口。这种方式减少头文件暴露的内部信息，增强代码的封装性。

2.类内成员函数是否需要同时实现const版本和非const版本

2.1 非const对象可以调用const修饰的成员函数，但是const对象只能调用const成员变量

2.2 当const函数与非const函数代码逻辑几乎相同时

若两个版本的函数逻辑几乎相同（仅返回类型或对象 const 属性不同），可通过复用代码减少冗余

1.非const函数调用const函数

class MyArray {
public:// const 版本实现核心逻辑const int& operator[](size_t index) const { // 复杂逻辑（如边界检查）return data[index]; }// 非 const 版本复用 const 版本，用 const_cast 移除返回类型的 constint& operator[](size_t index) {return const_cast<int&>( static_cast<const MyArray&>(*this)[index] );}
};

1.通过static_cast<const MyArray&>调用operator.[]，如果返回值类型一个是const可通过const_cast<int&>进行类型转换

2.万能引用

class MyArray {
private:template <typename Self>static auto& get_element(Self&& self, size_t index) {// 复杂逻辑（如边界检查）return self.data[index];}public:int& operator[](size_t index) { return get_element(*this, index); }const int& operator[](size_t index) const { return get_element(*this, index); }
};

.*运算符

class A
{
public:void func(){cout << "A::func()" << endl;}
};//typedef void(A::*PF)(); //成员函数指针类型
using PF = void(A::*)();int main()
{// C++规定成员函数要加&才能取到函数指针PF function = &A::func;A aa;(aa.*function)();
}

初始化列表初始化引用的问题

class Myclass {
public:Myclass(int x):_x(x){}
private:int& _x;
};int main()
{Myclass a(1);return 0;
}

非const引用引用临时变量，编译器仅检查直接引用绑定的合法性（如 int& r = 1; 会报错），但无法追踪间接的悬垂引用风险。但是可以传字面量，但是成员变量是const int&，这样就可以延长生命周期，但最好将参数改为与成员变量相同的形参，如int &成员初始化传参就传int&，这样传字面量编译器也会警告