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C++学习之路，从0到精通的征途：类和对象(下)

news 来源：原创 2025/5/13 20:09:16

一.再探构造函数

二.类型转换

三.static成员

四.友元

五.内部类

六.匿名对象

七.对象拷贝时的编译器优化

一.再探构造函数

（1）之前我们实现构造函数时，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中的初始值或表达式。

（2）每个成员变量在初始化列表中只能出现一次，语法理解上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，没有默认构造的类类型变量，必须放在初始化列表位置进行初始化，否则会编译报错。

对于引用成员变量，const成员变量：

对于没有默认构造的类类型变量：

引入一个无默认构造的Time类型

class Time
{
public:
	Time(int hour)
		:_hour(hour)
	{
		cout << "Time()" << endl;
	}
private:
	int _hour;
};

可以看到，自定义类型成员在没有默认构造函数的情况下，编译器不会调用其构造函数，我们就得在初始化列表中初始化。

（4）C++11支持在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式在初始化列表初始化的成员使用的。

（5）尽量使用初始化列表初始化，因为那些你不在初始化列表初始化的成员也会走初始化列表，如果这个成员在声明位置给了缺省值，初始化列表会用这个缺省值初始化。如果你没有给缺省值，对于没有显式在初始化列表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。对于没有显式在初始化列表初始化的自定义类型成员会调用这个成员类型的默认构造函数，如果没有默认构造会编译错误。

（6）初始化列表中按照成员变量在类中声明顺序进行初始化，跟成员在初始化列表出现的的先后顺序无关。建议声明顺序和初始化列表顺序保持一致。

在a2初始化时，由于在初始化列表中显式用a1的值初始化a2，所以不采用缺省值2，但此时a1并未a初始化，所以a2为随机值，a1的初始化也不采用缺省值，直接采用传过来的1初始化，所以a1为1，a2为随机值。

初始化列表总结：

1.无论是否显式写初始化列表，每个构造函数都有初始化列表

2.无论是否在初始化列表显式初始化成员变量，每个成员变量都要走初始化列表初始化

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。

单参数转化：

如果想要转换成类类型的引用，由于引用接收的是临时对象，具有常性，需要加上const修饰：

const A& aa2 = 1;

C++11之后才支持多参数转化：

类型转换还可传给函数参数，提高代码可读性：

（2）构造函数前面加explicit就不再支持隐式类型转换。

（3）类类型的对象之间也可以隐式转换，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进行初始化。

（2）静态成员变量为所有类对象所共享，不属于某个具体的对象，不存在对象中，存放在静态区。

class A
{
public:
	A()
	{
		++_scount;
	}

	A(const A& t)
	{
		++_scount;
	}

	~A()
	{
		--_scount;
	}

	static int GetACount()
	{
		return _scount;
	}
private:
	// 类里面声明
	static int _scount;
};

// 类外面初始化
int A::_scount = 0;

这里的静态成员变量_scount，由于放在静态区中，当对象调用构造函数和拷贝构造时加一，析构时减一，那么_scount就可以记录对象创建的个数。由于_scount为私有的静态成员变量，定义函数GetACount来在类外获取_scount的值。

（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。

（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，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。

（8）静态成员变量不能在声明位置给缺省值初始化，因为缺省值是个构造函数初始化列表的，静态成员变量不属于某个对象，不走构造函数初始化列表。

四.友元

（1）友元提供了⼀种突破类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的前面加friend，并且把友元声明放到一个类的里面。

（2）外部友元函数可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，不受类访问限定符限制。

这里我们可以运用友元函数来输入输出日期类对象:

cout为ostream全局类型的对象，cin为istream全局类型的对象，可以通过运算符<<，>>的重载进行输入输出。

了解了这些后，我们可以自己重载<<，>>运算符来输入输出Date类对象了：

如果不在类内将<<，>>重载声明为友元，那么就无法访问私有的成员变量，若将<<，>>重载放在类内则又会出现函数的参数对不上的问题：

所以友元在这里就是一个很好的解决方法，避免了参数对不上和无法访问私有成员变量的问题。

（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，但是B类不是A类的友元。

（7）友元类关系不能传递，如果A是B的友元， B是C的友元，但是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，所以友元不宜多用。

五.内部类

（1）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，跟定义在全局相比，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。

我们可以通过计算外部类的大小来证明这一点：

可以看到若外部类定义的对象包含内部类，则A的大小应为8字节，实际为4字节，说明并没有将B的成员变量_b1的大小计算在内，只计算了自己的非静态成员变量_h。

（2）内部类默认是外部类的友元类。

（3）内部类本质也是一种封装，当A类跟B类紧密关联，A类实现出来主要就是给B类使用，那么可以考虑把A类设计为B的内部类，如果放到private/protected位置，那么A类就是B类的专属内部类，其他地方都用不了。

六.匿名对象

（1）用类型(实参) 定义出来的对象叫做匿名对象，相比之前我们定义的类型对象名(实参)定义出来的叫有名对象。

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		:_a(a)
	{
		cout << "A(int a)" << endl;
	}

	~A()
	{
		cout << "~A()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	// 匿名对象
	A();
	A(2);
	return 0;
}

（2）匿名对象生命周期只在当前一行，一般临时定义一个对象当前用一下即可，就可以定义匿名对象。