C++ 面向对象补充
目录
初始化列表
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
。
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)
//初始化列表
:_year(year),
_month(month),
_day(day)
{}
void print()
{
cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2023, 4, 6);
d1.print();
return 0;
}
注意事项
-
每个成员变量在初始化列表中只能出现一次(
初始化只能初始化一次
); -
类中包含以下成员,必须放在初始化列表位置进行初始化:
引用成员变量
;const成员变量
;自定义类型成员(且该类没有默认构造函数时)
。
class B
{
public:
B(int b)
:_b(b)
{}
private:
int _b;
};
class A
{
public:
A(int a, int i, int b)
:_a(a),
_i(i),
_b1(b)
{}
private:
int& _a;
const int _i;
B _b1;
};
3. 尽量使用初始化列表初始化,因为不管你是否使用初始化列表,对于自定义类型成员变量,一定会先使用初始化列表初始化
。
有的小伙伴会误认为给成员变量赋缺省值
就是初始化,切记只有在初始化列表中才进行初始化。
class Date
{
public:
void print()
{
cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
}
private:
//注意:此处为赋缺省值
int _year = 0;
int _month = 0;
int _day = 0;
};
4. 成员变量在类中声明顺序就是其在初始化列表中的初始化顺序
,与其在初始化列表中的先后次序无关
。
class A
{
public:
A()
:a(10),
b(a)
{}
void print()
{
cout << "a= " << a << endl;
cout << "b= " << b << endl;
}
private:
int a;
int b;
};
int main()
{
A a1;
a1.print();
return 0;
}
class A
{
public:
A()
:b(10),
a(b)
{}
void print()
{
cout << "a= " << a << endl;
cout << "b= " << b << endl;
}
private:
int a;
int b;
};
int main()
{
A a1;
a1.print();
return 0;
}
示例2
中,出现该结果的原因是成员变量的声明顺序为先a后b
,则初始化顺序
也为先a后b
。a
在初始化时,使用b
的值,而此时b
还未初始化b
的值为随机值
,所以a
的值也为随机值
。接下来用10
初始化b
,所以b
的值为10
。
explicit关键字
构造函数不仅可以构造与初始化对象,对于单个参数
或者除第一个参数无默认值其余均有默认值
的构造函数,还具有类型转换
的作用。
什么是类型转换
int a=100;
double b = a;
如上所示,a
并不是直接赋值给b
,而是先进行了隐式类型转换
:
- 创建一个
double
类型的临时变量
; - 将
a
的值赋予临时变量
; - 将
临时变量
的值赋予b
。
单参数构造函数
定义一个Date
类,且该类的构造函数只有一个参数,我们称为单参数构造函数
:
class Date
{
public:
Date(int year)
:_year(year)
{}
private:
int _year=0;
};
Date d1(2023);
这是我们常见的创建一个对象的写法,此外还可以这样写:
Date d2 = 2023;
注意事项:
- 此处这种写法是我们的
赋值运算符重载
吗?
答案是,当然不是。赋值重载
实现的功能是用一个已存在的对象赋值给另外一个对象
。
那么为什么100
可以赋值给d1
呢?这是由于类型转换
的原因。具体实现过程如下:
- 用
100
构造一个Date
类型的临时对象
; - 再用
临时对象
对d1
进行拷贝构造
。
总结起来就是,该语句实现了2个过程——1个构造+1个拷贝构造
。
如何证明?explicit
修饰的构造函数禁止类型转换
。
class Date
{
public:
explicit Date(int year)
:_year(year)
{}
private:
int _year=0;
int _month=0;
int _day=0;
};
int main()
{
Date d2 = 100;
return 0;
}
?如图所示,此时编译器会报错。
多参数构造函数
多参数构造函数与单参数类似。C++98
中只支持除第一个参数外,其余参数都有默认值的情况。C++11
中引进了一种新的写法。
C++98
class Date
{
public:
//除第一个参数外,其余都有默认值
//加上explicit关键字会报错
Date(int year, int month=0, int day=0)
:_year(year),
_month(month),
_day(day)
{}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d2 = 100;
return 0;
}
C++11
class Date
{
public:
Date(int year, int month,int day)
:_year(year),
_month(month),
_day(day)
{}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d2 ={2023,10,26};//使用大括号
return 0;
}
static成员
声明为static
的类成员称为类的静态成员
,用static
修饰的成员变量,称之为静态成员变量
;用static
修饰的成员函数,称之为静态成员函数
。静态成员变量一定要在类外进行初始化
。
class A
{
public:
int getN()
{
return n;
}
private:
//类中进行声明
static int n;
};
//类外进行定义与初始化
int A::n = 0;
特性
- 静态成员变量必须在
类外定义
,定义时不添加static
关键字,类中只是声明
; - 类静态成员即可用?
类名::静态成员
?或者?对象.静态成员
?来访问; - 静态成员也是类的成员,受
public、protected、private?
访问限定符的限制;
class A
{
public:
int getN()
{
return n;
}
public:
//类中进行声明
static int m;
private:
//类中进行声明
static int n;
};
//在类外进行定义与初始化
int A::n = 0;
int A::m = 0;
int main()
{
A a;
a.m += 10;
cout << a.getN() << endl;
cout << a.m<< endl;
return 0;
}
4. 静态成员函数没有隐藏的this
指针,不能访问任何非静态成员
;
class B
{
public:
static int getN()
{
//错误示例
//静态函数不能直接访问非静态成员
//_a++;
return n;//可以访问静态成员
}
private:
static int n;
int _a;
};
5. 静态成员为所有类对象所共享
,不属于某个具体的对象,存放在静态区。
友元
面向对象有三大特性——封装
、继承
、多态
。从学习C++至今,我们一直在谈封装的重要性。但是在某些特殊的情况下,有时需要突破封装的限制。
友元提供了一种突破封装的方式,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。
友元分为:友元函数
和友元类
。
友元函数
可以直接访问类的私有成员,它是定义在类外部的普通函数
,不属于任何类
,但需要在类的内部声明
,声明时需要加friend
关键字。
{
//...
//声明友元函数
friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
//...
}
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日";
return out;
}
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
in >> d._year >> d._month >> d._day;
return in;
}
友元函数有如下几条重要的性质:
- 友元函数可访问类的私有和保护成员,但它不是类的成员函数;
- 友元函数不能用
const
修饰; - 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
;- 友元函数的调用与普通函数的调用原理相同;
友元类
的所有成员函数
都可以是另一个类的友元函数
,都可以访问另一个类中的非公有成员
。
class Time
{
friend class Date;//声明日期类为时间类的友元类,则在日期类中可以直接发访问时间类
Time(int hour = 0, int minute = 0, int second = 0)
: _hour(hour)
, _minute(minute)
, _second(second)
{}
private:
int _hour;
int _minute;
int _second;
};
class Date
{
public:
Date(int year = 2023, int month = 4, int day = 9)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
void SetTime(int hour, int minute, int second)
{
// 直接访问时间类私有的成员变量
_t._hour = hour;
_t._minute = minute;
_t._second = second;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
Time _t;
};
友元类的重要性质如下:
友元关系是单向的,不具有交换性。比如上述Time类和Date类,在Time类中声明Date类为其友元类,那么可以在Date类中直接访问Time类的私有成员变量,但想在Time类中访问Date类中私有的成员变量则不行。
友元关系不能传递;如果C是B的友元, B是A的友元,则不能说明C是A的友元。
友元关系不能继承(先不做解释);
内部类(不常用)
如果一个类定义在另一个类的内部,这个类就叫做内部类。内部类是一个独立的类,它不属于外部类,更不能通过外部类的对象去访问内部类的成员。外部类对内部类没有任何优越的访问权限。
内部类有一个重要的性质——内部类天生就是外部类的友元。参照友元类的定义,内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类中的所有成员。但是外部类不是内部类的友元。
内部类性质
- 内部类可以定义在外部类的
public、protected、private
下。 - 注意内部类可以直接访问外部类中的
static
成员,不需要外部类的对象或类名
。 sizeof(外部类)=外部类
,说明外部类和内部类在空间上
没有任何关系。
class A
{
private:
//声明static成员
static int k;
int n=0;
public:
class B // B天生就是A的友元
{
public:
void print(const A& a)
{
cout << k << endl;
cout << a.n << endl;
}
};
};
//初始化static成员
int A::k = 1;
int main()
{
A::B b;//定义B类对象
A a;
b.print(a);
return 0;
}
匿名对象
匿名对象
,顾名思义,该对象没有名字就叫匿名对象。匿名对象重要的性质:
匿名对象的生命周期只在定义它的那一行
;
class A
{
public:
A(int a = 0)
:_a(a)
{}
private:
int _a;
};
int main()
{
//普通对象
A a1;
//匿名对象的定义
return 0;
}
匿名对象看似鸡肋,但在某些场合下非常适用。比如,我们只想拿到类内部的某个成员的值,或只是想用一下类中的某个成员函数,为了一件简单的事而专门定义一个对象再销毁显得有点多此一举,那么就可以使用匿名对象
。
class solution
{
public:
int Sum_Solution(int n)
{
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++)
{
sum += i;
}
return sum;
}
};
int main()
{
//匿名对象的使用场景
cout << solution().Sum_Solution(100) << endl;
return 0;
}
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