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C++类和对象(三)

时间:2024-05-27 16:28:55浏览次数:14  
标签:友元 初始化 对象 成员 C++ month int 构造函数

一、构造函数的进阶

1.1构造函数整体赋值

        在创建对象时,编译器通过调用构造函数,给对象中各个成员变量一个合适的初始值。

class Date
{
public:
 Date(int year, int month, int day)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};

        虽然上述构造函数调用之后,对象中已经有了一个初始值,但是不能将其称为对对象中成员变量的初始化,构造函数体中的语句只能将其称为赋初值,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。

1.2初始化列表

        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)
     : _year(year)
     , _month(month)
     , _day(day)
     {}
 
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

【注意】
1. 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)
2. 类中包含以下成员,必须放在初始化列表位置进行初始化:
        (1)引用成员变量
        (2)const成员变量
        (3)自定义类型成员(且该类没有默认构造函数时)

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。

4. 成员变量在类中声明次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。

1.3 explicit关键字

        构造函数不仅可以构造与初始化对象,对于接收单个参数的构造函数,还具有类型转换的作用。接收单个参数的构造函数具体表现:
        1. 构造函数只有一个参数
        2. 构造函数有多个参数,除第一个参数没有默认值外,其余参数都有默认值
        3. 全缺省构造函数

        但是需要注意的是:用explicit修饰构造函数,将会禁止构造函数的隐式转换。

二、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。

特性:

1. 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。
2. 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。
3. 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。
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。
5. 静态成员也是类的成员,受public、protected、private 访问限定符的限制。

三、友元

        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。

3.1友元函数

        问题:现在尝试去重载operator<<,然后发现没办法将operator<<重载成成员函数。因为cout的输出流对象和隐含的this指针在抢占第一个参数的位置。this指针默认是第一个参数也就是左操作数了。

        但是实际使用中cout需要是第一个形参对象,才能正常使用。所以要将operator<<重载成全局函数。但又会导致类外没办法访问成员,此时就需要友元来解决。operator>>同理。

代码如下:

class Date
{
public:
 Date(int year, int month, int day)
 : _year(year)
 , _month(month)
 , _day(day)
 {}
 // d1 << cout; -> d1.operator<<(&d1, cout); 不符合常规调用
 // 因为成员函数第一个参数一定是隐藏的this,所以d1必须放在<<的左侧
 ostream& operator<<(ostream& _cout)
 {
 _cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
 return _cout;
 }
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};

        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。

        所以在重载“<<”或“>>”时,需要将此函数写成全局函数,再将此函数使用友元放在类中,如此一来既能访问类中成员,又解决了“this”的问题。

class Date
{
    friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);
    friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
        : _year(year)
        , _month(month)
        , _day(day)
        {}
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
    ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
    {
        _cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
        return _cout;
    }
    istream& operator>>(istream& _cin, Date& d)
    {
        _cin >> d._year;
        _cin >> d._month;
        _cin >> d._day;
        return _cin;
    }
int main()
{
    Date d;
    cin >> d;
    cout << d << endl;
    return 0;
}    

说明:
友元函数可访问类的私有和保护成员,但不是类的成员函数。
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。

3.2友元类

        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。
        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B是A的友元,C是B的友元,则不能说明C时A的友元。

四、内部类

        概念: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,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。

        注意:内部类就是外部类的友元类,参见友元类的定义,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。
特性:
1. 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。
2. 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/类名。
3. sizeof(外部类)=外部类,和内部类没有任何关系。

标签:友元,初始化,对象,成员,C++,month,int,构造函数
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