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探索C++对象模型：流插入提取探讨、const修饰、初始化列表（下篇）

news 来源：原创 2025/6/15 6:24:59

前引：在C++语言长达三十余年的演进历程中，每一次标准更新都在试图平衡性能与抽象、控制与安全之间的微妙关系。从C++11引入的"现代C++"范式开始，开发者得以在保留底层控制能力的同时，借助语言特性大幅提升代码的可维护性与安全性。本文聚焦于类与对象，初始化列表与构造函数究竟有何关系！const又是如何解决隐藏的被修改问题的~

自动识别—探讨

流插入识别自定义类型

流提取识别自定义类型

总结

连续流插入

连续流提取

const成员

问题

解决方法

初始化列表

引入

初始化列表

必须使用初始化列表的情景

（1）const成员初始化

（2）引用成员

（3）无默认构造函数的类型成员

初始化顺序

效率比较

自动识别—探讨

难道编译器可以自动识别内置类型真的是“自动”吗？

这是因为C中需要一律先指明类型，再去打印出来；而C++中是在库里面帮我把准备工作都做完了，我们就可以直接使用了，例如：

因此我们可以判断，如果需要编译器自动识别自定义类型，那么需要函数重载完成

我们可以看到流插入、流提取的类型是：

流插入识别自定义类型

下面我们通过成员函数重载的方式来实现流插入，但是我们看到如果流插入作参数是无法通过编译

St2 << cout;

void operator<<(ostream& out);

void Timedate::operator<<(ostream& out)
{out << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
}

双操作数的运算符规定:

第一个参数是左操作数，第二个参数是右操作数。而运算符重载函数的第一个形参被 this 指针隐式占用了，ostream类对象的引用在第二个形参位置，所以在调用运算符重载时，只能是this指针指向的对象在运算符的左边，cout对象在运算符的右边，但这又不符合留提取的含义

这样我们跟库里面的实现是不同的，也感觉到不适。解决方法是在成员函数外面实现，使用友元

void operator<<(ostream& out, Timedate& St2)
{out << St2._year << "年" << St2._month << "月" << St2._day << "日" << endl;
}

友元：对外面定义的函数声明前面加上“friend”即可，这样可以解决无法访问私有成员的问题，友元设置的位置只要在类里面就可以，无论是私有还是公共

下面我们看实际效果：

流提取识别自定义类型

有了上面的经验，我们这里使用友元快速实现流提取

函数声明：

void operator>>(istream& in, Timedate& St2);

函数实现：

void operator>>(istream& in, Timedate& St2)
{in >> St2._year >> St2._month >> St2._day;
}

效果展示：

总结

我们用成员函数去实现流插入、提取自定义类型是不符合使用习惯的，因为 this 指针占用了第一个参数位置；因此需要考虑参数位置问题，这就得在类外实现，同时友元解决访问类私有成员问题

连续流插入

可以看到我们自定义识别是无法连续的，这是因为函数实现时我们指定了类型是 void

对于一般的赋值顺序是：从右往左

对于流提取、插入顺序是：从左往右（如：cout<<St2 然后 cout<<St1）

因此我们需要改变函数的返回值问题！

函数声明：

friend ostream& operator<<(ostream& out, Timedate& St2);

函数实现：

ostream& operator<<(ostream& out, Timedate& St2)
{out << St2._year << "年" << St2._month << "月" << St2._day << "日" << endl;return out;
}

效果展示：

连续流提取

原理和上面的一样，提取顺序也是从左往右，我们直接实现！

函数声明：

istream& operator>>(istream& in, Timedate& St2);

函数实现：

istream& operator>>(istream& in, Timedate& St2)
{in >> St2._year >> St2._month >> St2._day;return in;
}

const成员

问题

将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数

const修饰类成员函数，实际修饰该成员函数隐含的this指针，表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。这样一定安全了吗？

例如：

下面这种虽然不能对St2进行修改，但是是可以对 *this 指向进行修改的

bool operator==(const Timedate St2);

解决方法

对于不需要更改的隐含参数（*this），我们可以在函数声明和定义后面加上 const

例如：

初始化列表

引入

在实例化对象时，不管是编译器还是我们自己，会使用构造函数给成员变量一个合适的初始值。

但是经过构造函数之后，我们还不能将其称为成员变量的初始化：

构造函数中的语句只能称为赋初值，而不能称作初始化

因为初始化只能初始化一次，而构造函数体内可以多次赋值

初始化列表

什么是初始化列表：

初始化列表是构造函数的一部分，用于在对象创建时直接初始化成员变量

初始化列表与构造函数关系：

构造函数初始化有两种方式：函数体赋值、初始化列表

所以二者结合才是完整的初始化哦！

如何写初始化列表：

（1）以一个冒号开始，接着是一个以逗号分隔的数据成员列表

（2）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 Mytime
{
public:Mytime(int year, int month, int day):_year(year),_month(month),_day(day){//构造函数体功能部分}private:int _year;int _month;int _day;
};

必须使用初始化列表的情景

（1）const成员初始化

const 成员变量必须在声明时初始化，且之后不能修改

class Mytime
{
public:Mytime(int year, int month, int day):_year(year),_month(month),_day(day){//构造函数体功能部分}
private:const int _year;int _month;int _day;
};

否则就会报错：

（2）引用成员

引用必须在声明时绑定到某个对象

class Mytime
{
public:Mytime(int year, int month, int day):_year(year),_month(month),_day(day){//构造函数体功能部分}
private://const成员const int _year;//引用int& _month;int _day;
};

但是我们给初始化时传来的参数用引用类型，原因如下：

（1）引用是变量的别名，加上引用就直接是外部的值给成员里面的引用进行赋值

（引用可以赋值引用）

原因：引用的赋值实际是对原对象的赋值，并不修改原来的绑定关系（多个引用可指向同一象）

（2）如果不用引用，那么初始化函数结束，变量也就销毁了，引用无对象了

正确写法应该是：

（3）无默认构造函数的类型成员

首先我们知道尽管自己不写构造函数，编译器也会调用自己的构造函数，但是它区分内置、自定义

在初始化时：默认构造不会对自定义类型进行处理

class Mytime
{
public:Mytime(int year, int month):_year(year), _month(month), newnode(((Mytime*)malloc(sizeof(Mytime) * 5))){//构造函数体功能部分//对空间进行判断if (newnode == nullptr){perror("空间失败\n");return;}}
private://const成员const int _year;//引用int& _month;//自定义成员Mytime* newnode;
};