【C++初阶】类和对象（下）

一.再谈构造函数

构造函数其实分为：

1.函数体赋值

2.初始化列表

之前所讲到的构造函数其实都是函数体赋值，那么本篇文章将会具体讲述初始化列表。

初始化列表

语法

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;
};
上述代码即是初始化列表。

必须用初始化列表初始化的变量

需要注意的是，有几种变量必须要用初始化列表初始化：

1.const 变量

2.引用变量

3.自定义变量

接下来我们一个一看。

const 变量

可以看到在函数体中对 const 变量是不可以初始化的，所以必须要在初始化列表中初始化；

引用变量

很明显，对于引用变量也不能在函数体中初始化；这里还要注意给引用传参时，也要传引用，否则会出现类似野引用的情况，这种情况很危险。

自定义变量

对于自自定义变量，会去调用它的默认构造函数，所以不显式初始化自定义变量也行，但如果该自定义变量没有默认构造函数的话，就必须要显式初始化（关于默认构造函数：构造函数和析构函数）

如上图所示，对于没有默认构造函数的自定义变量，因为未显示初始化，所以编译器报了错。

初始化列表的一个坑

我们先来看一段代码：

class A
{
public:
  A(int a)
   :_a1(a)
   ,_a2(_a1)
 {}
 
  void Print()
 {
    cout<<_a1<<" "<<_a2<<endl;
 }
private:
  int _a2;
  int _a1;
};
int main()
{
  A aa(1);
  aa.Print();
}

上面这段代码会输出什么呢？

答案是：1 随机值

为什么？

这就不得不说到初始化列表的一个有点坑的地方了。

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；

也就是说，上述代码的初始化列表中，先初始化的是 _a2 变量，而 _a2 变量是初始化成 _a1 变量的，但此时 _a1 变量还没有初始化，所以就出现了随机值。

所以呢，初始化列表时最好按照声明的顺序初始化。

总结

1.初始化列表其实是成员变量定义的地方，不管有没有写都会走一遍，且也只会走一遍；

private 中的其实是成员变量的声明；

2.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。

3.初始化列表并不能完全代替函数体赋值。

二.explicit 关键字

内置类型与自定义类型的隐式类型转换

先看这样一段1代码

class A
{
public:
	A(int a=1)
		:_a(a)
	{}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	A a1(1);
	A a2 = 2;  //这句代码有问题吗

	return 0;
}

我们发现了一个令人有点摸不着头脑的代码： A a2=2 ；

这是什么？

其实这就是隐式类型转换；

内置类型先转换成自定义类型，然后构造一个A的临时对象（临时对象具有常属性），临时对象再拷贝构造a2 ，最后再调用构造函数，但是现在的编译器一般都会对这一过程进行优化，它是直接构造。

我们可以验证下：

可以看到 vs2022 是进行了优化的，直接调用构造函数。

那么如果我们不想让这种隐式类型转换发生该怎么办呢？

只需再函数前面加上 explicit 关键字即可解决explicit

可以看到在加上这个关键字后，编译器就报错了。

三.static 成员

静态成员变量

1.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；

注意：静态成员变量一定要在类外进行初始化，且不加 static 关键字

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；
class A
{
public:
	A(int b=1)
		:_b(b)
	{}

private:
	static int _a;  //声明
	int _b;
};

int A::_a = 1;   //定义

静态成员函数

2.用static修饰的成员函数，称之为静态成员函数

注意：静态成员函数没有this指针，所以不能访问类里面的成员，也不能调用非静态成员函数；

static 成员属于类，属于类的每个对象共享，存储在静态区；

成员变量 -- 属于每个一个类对象，存储在对象里面；

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

四.友元

友元函数

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（友元函数并不受访问限定符限制），声明时需要加friend关键字。

例：重载运算符 <<

我们知道 cout<< 能自动识别内置类型，并打印；如果想要用这个打印自定义类型的话，就要重载一个，如果重载在类中的话，那么它就属于类的成员函数了，第一个形参就是 this指针，所以我们使用的时候只能这样写：对象 << cout，这样是不是很别扭，所以要想按照原来的写法，就不能把这个函数写在类的内部，只能写在外部，但我们有序要访问类里面的成员，这就在类内部声明友元函数了。

class Eve
{
	friend ostream& operator<<(ostream& out, Eve& e);   //友元函数声明
public:
	Eve(int a,int b)
		:_a(a)
		,_b(b)
	{}

private:
	int _a = 1;
	int _b = 2;
};

ostream& operator<<(ostream& out, Eve& e)
{
	out << e._a <<" "<<e._b << endl;

	return out;
}
int main()
{
	Eve e(1,2);

	cout << e;

	return 0;
}

总结

1.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；
2.友元函数不能用const修饰；
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；
4.一个函数可以是多个类的友元函数；
5.友元函数的调用与普通函数的调用原理相同；

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。

1.友元关系是单向的，不具有交换性；

比如A类和B类，在A类中声明B类为其友元类，那么可以在A类中直接访问B类的私有成员变量，但想在B类中访问A类中私有的成员变量则不行。

2.友元关系不能传递；
3.如果C是B的友元， B是A的友元，则不能说明C时A的友元；
4.友元关系不能继承，在继承位置再给大家详细介绍。

五.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。

所以计算一个有内部类的类的大小时，只需要计算外部类的大小。

注意：内部类天生是外部类的友元类。

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。

class A
{
private:
	static int _a;
	int _b;
	class B
	{
	private:
		int _c;
	};
};

int main()
{
	cout << sizeof(A) << endl;   //会是多少呢？

	return 0;
}

上述代码的结果是什么呢？

答案：4

因为只需要计算外部类的大小，而静态成员变量是存储在静态区的，并不在类中，所以只需计算成员变量 _b 的大小，很明显是4。

六.匿名对象

class A
{
public:
    A(int a = 0)
      :_a(a)
    {
        cout << "A(int a)" << endl;
    }
    ~A()
    {
        cout << "~A()" << endl;
    }
private:
    int _a;
};
class Solution 
{
public:
    int Sum_Solution(int n) 
    {
        //...
        return n;
    }
};
int main()
{
    A aa1;
    // 不能这么定义对象，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 aa1();
    // 但是我们可以这么定义匿名对象，匿名对象的特点不用取名字，
    // 但是他的生命周期只有这一行，我们可以看到下一行他就会自动调用析构函数
    A();
    A aa2(2);
    // 匿名对象在这样场景下就很好用
    Solution().Sum_Solution(10);
    return 0;
}