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C++入门五式——类和对象（下）

news 来源：原创 2025/6/17 13:50:47

再探构造函数——初始化列表

类型转换

static成员

友元函数

内部类

匿名对象

再探构造函数——初始化列表

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
eg:time(int hour)
       :_hour(hour)
//以一个冒号开始，以一个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者表达式
   {
    cout<<_hour<<endl;
   }

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。
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，否则编译报错。

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day)
		:_year(year),
		_month(month),
		_day(day),
		a(1)
	{
		//a = 1;报错
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	const int a ;
};

C++11支持在变量声明的地方给缺省值，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。

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day)
		:_month(month),
		_day(day)	
	{
		
	}
private:
	int _year=2020;//给缺省值
	int _month;
	int _day;
	
};

尽量使用初始化列表初始化，因为 “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。 ”即使那些你不在初始化列表上初始化的成员也会走初始化列表。如果这个成员给了缺省值，就用缺省值。如果未给，那些你不在初始化列表上初始化的内置类型成员是否初始化看编译器。对于自定义则会调用默认构造函数，如果没有就报错。
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，跟成员在初始化类表中出现的先后顺序无关。

初始化列表总结：

无论是否显示写初始化列表，每个构造函数都有初始化列表。
无论是否在初始化列表显示初始化成员变量，每个成员都要走初始化列表初始化。

类型转换

C++ 支持内置类型隐式类型转换成类类型对象，需要有相关内置类型为参数的构造函数。

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	A(int a)
		:_a1(a)
	{
		cout << "A" << endl;
	}
	int Get() const
	{
		return _a1;
	}
private:
	int _a1;
	
};
class B
{
public:
	B(const A& a)//a这个对象使用const修饰，调用其函数Get也需要const修饰
		:_b1(a.Get())
	{

	}
private:
	int _b1;
};
int main()
{
	//1构造一个A的临时对象，再用这个临时对象拷贝构造给aa
	//当编译器遇到连续构造+拷贝拷贝构造时会直接优化成直接构造
	A aa1 = 1;
	const A& aa2 = 1;
	//C++11之后才支持多参数转化
	//A aa3 = { 1,2 };
	//aa1隐式转换成b对象，原理跟上面类似
	B b = aa1;
	const B& rb = aa2;
	return 0;
}

构造函数前面加上explicit就不再支持隐式类型转换
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。

static成员

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。
静态成员变量为所有类对象所共享，称之为静态成员函数，静态成员函数没有this指针。
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。
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。
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。
静态成员也是类的成员，受public,private,protected访问限制符的限制。
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。

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	A()
	{
		++scount;
	}
	A(const A& a)
	{
		++scount;
	}
	~A()
	{
		--scount;
	}
	static int Getscount()
	{
		return scount;
	}
private:
	static int scount;
};
int A::scount = 10;
int main()
{
	cout <<A::Getscount() << endl;
	A a, a1;
	cout << A::Getscount() << endl;
	cout <<a1.Getscount() << endl;
	return 0;
}

友元函数

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。
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。
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。
友元类的关系是单向的，不具有交换性，比如：A是B的友元，但B不是A的友元。
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。
又是提供了便利。但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以友元不宜多用。

//友元函数
#include<iostream>
using namespace std;
//必须把B类放在A之前，否则A的友元函数不认识B
class B;
class A
{
	//友元声明
	friend void func(const A& aa,const B& bb);
private:
	int _a1 = 1;
	int _a2 = 2;
};
class B
{
	friend void func(const A& aa, const B& bb);
private:
	int _b1 = 3;
	int _b2 = 4;
};
void func(const A& aa, const B& bb)
{
	cout << aa._a1 << endl;
	cout << bb._b1 << endl;
}
int main()
{
	A aa;
	B bb;
	func(aa, bb);
	return 0;
}

//友元类
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
	friend class B;
private:
	int _a1 = 1;
	int _a2 = 2;
};
class B
{
public:
	void func(const A& aa)
	{
		cout << aa._a1 << endl;
		cout << _b1 << endl;
	}
private:
	int _b1 = 3;
	int _b2 = 4;
};
int main()
{
	A aa;
	B bb;
	bb.func(aa);
	return 0;
}

内部类

如果一个类定义在一个类的内部，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，它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。
内部类默认是外部类的友元类。
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。

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
private:
	static int _k;
	int _h = 1;
public:
	class B//B默认是A的友元类
	{
	public:
		void foo(const A& a)
		{
			cout << _k << endl;
			cout <<a._h << endl;
		}
	};
};
int A::_k = 1;
int main()
{
	A::B bb;
	A aa;
	bb.foo(aa);
	return 0;
}

匿名对象

用类型定义出来的对象叫做匿名对象，相比较我们之前的 类型对象名（实参）定义出来的叫做有名对象。
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。

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	A(int a = 0)//构造函数
		:_a(a)
	{
		cout << "A(int a)" << endl;
	}
	~A()
	{
		cout << "~A()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};
class Solution
{
public:
	int s(int n)
	{
		//....
	}
};
int main()
{
	A aa1;
	//A aa2();不能这样定义对象，因为编译器无法识别下面是一个函数声明还是对象定义。
	A();//匿名对象，不用取名字，生命周期只有一行，下一行自动调用析构
	return 0;
}