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专题分栏：C++

                                                  请多多指教！

目录

一、const成员

二、再谈构造函数  

1、初始化列表 

 2、explicit关键字

三、static成员

注意：

四、友元 

1、友元函数

案例：

2、友元类

五、内部类 

六、匿名对象 

七、拷贝对象时的一些编译器优化 

---

一、const成员

const修饰的成员函数称之为const成员函数。const修饰类成员函数实际上修饰的是隐含的this指针。表明该成员函数中不能对任何成员变量进行修改。

请思考下面的几个问题：
1. const对象可以调用非const成员函数吗？不行，权限只能缩小与不变。
2. 非const对象可以调用const成员函数吗？可以。
3. const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗？不行。
4. 非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗？可以。

二、再谈构造函数  

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，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、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。

注意：

• 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)
• 引用成员变量，const成员变量，自定义成员（且该类无默认构造函数时）必须在初始化列表总进行初始化。
• 尽量使用初始化列表进行初始化。
• 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

class A
{
public:
	A()
		:a(0),
		b(nullptr),
		c(0)
	{}
	
	void print()
	{
		std::cout << a << " " << c << std::endl;
	}
private:
	int a;
	char* b;
	const int c;
};

 2、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。

1、单参数构造函数，没有explicit修饰的话，具有类型转化作用

#include <iostream>
using namespace std;

class date
{
public:
	/*explicit date(int year)
		:_year(year)
	{
		cout << "date(int year)"<< endl;
	}*/
	date(int year)
		:_year(year)
	{
		cout << "date(int year)"<< endl;
	}
	date(const date& d)
		:_year(d._year)
	{
		cout << "date(date& d)" << endl;
	}
	date()
	{
		cout << "date()" << endl;
	}
	date& operator=(const date& d)
	{
		_year = d._year;
		return *this;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
    // 会进行两次有参构造，和一次拷贝构造函数
    // 但是如果在编译器上打印的话，不同的编译器可能会有不同的结果（编译器会进行优化）
	date d1 = 2023;// 这个就是，单参数的构造函数会进行类型转化
	return 0;
}

2、多个参数的类，如果构造的时候，仅需要一个参数进行构造的话，如果没有explicit修饰的话，具有类型转换。

// explicit修饰构造函数，禁止类型转换
explicit Date(int year, int month = 1, int day = 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}

三、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。

注意：

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. 非静态成员函数可以访问静态成员变量/函数
6. 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。

1、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，声明时需要加friend关键字。

案例：

// 为日期类实现一个重载输出流
#include <iostream>
using namespace std;

class date
{
public:
	date()
		:_year(0)
		,_month(0)
		,_day(0)
	{}
	date(int year, int month, int day)
		:_year(year)
		,_month(month)
		,_day(day)
	{}
	// 如果这样写的话，是不可能写成cout<<d;这种形式的，因为重载输出流的第一个参数是隐藏的this指针，做左操作数。
	//ostream& operator<<(ostream& out)
	//{
	//	out << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	//	return out;
	//}
	// 为了让输出流做左操作数，我们就需要在类外实现一个函数，但是类外函数是不能访问类内成员变量的，所以我们需要用到友元
	friend ostream& operator<<(ostream& out, const date& d);
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
ostream& operator<<(ostream& out, const date& d)
{
	out << d._year << "/" << d._month << "/" << d._day << endl;
	return out;
}
int main()
{
	date d(2024, 4, 11);
	// d.operator<<(cout);
	cout << d;
	return 0;
}

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C是B的友元， B是A的友元，则不能说明C时A的友元。）
• 友元关系不能继承。

五、内部类 

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。（不能通过外部类的对象去访问内部类的成员）

内部类是外部类的友元。

• 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。
• 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。
• sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系
   

六、匿名对象 

#include <iostream>
using namespace std;

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();
	return 0;
}

七、拷贝对象时的一些编译器优化
 

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		:_a(a)
	{
		cout << "A(int a)" << endl;
	}
	A(const A& aa)
		:_a(aa._a)
	{
		cout << "A(const A& aa)" << endl;
	}
	A& operator=(const A& aa)
	{
		cout << "A& operator=(const A& aa)" << endl;
		if (this != &aa)
		{
			_a = aa._a;
		}
		return *this;
	}
	~A()
	{
		cout << "~A()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};
void f1(A aa)
{}
A f2()
{
	A aa;
	return aa;
}
int main()
{
	// 传值传参
	A aa1;
	f1(aa1);
	cout << endl;
	// 传值返回
	f2();
	cout << endl;
	// 隐式类型，连续构造+拷贝构造->优化为直接构造
	f1(1);
	// 一个表达式中，连续构造+拷贝构造->优化为一个构造
	f1(A(2));
	cout << endl;
	// 一个表达式中，连续拷贝构造+拷贝构造->优化一个拷贝构造
	A aa2 = f2();
	cout << endl;
	// 一个表达式中，连续拷贝构造+赋值重载->无法优化
	aa1 = f2();
	cout << endl;
	return 0;
}

谢谢大家！