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【C++】类和对象(三)

news 2025/9/7 5:30:45

1 初始化列表

2 类型转换

3 static成员

4 友元

5 内部类

6 匿名对象

1 初始化列表

构造函数的初始化除了在函数体内赋值，还有另一种方式，就是初始化列表。初始化列表使用时是以一个冒号开始，接着加逗号来分割数据成员列表。每个成员变量后面放括号，括号里放初始值或者表达式。根据一段代码举例：

class Date
{
public:Date(int& x, int year, int month, int day):_year(year)   //初始化列表, _month(month), _day(day){}void Print()const{cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};

每个成员变量在初始化列表中只能出现一次，初始化列表可以看做是每个成员变量定义初始化的地方。

注意，成员变量是引用成员变量、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，否则会编译报错。

C++11支持在成员变量声明的位置给缺省值，缺省值主要是给没有显示在初始化列表的初始化成员使用的。

举例说明：

class Time
{
public:Time(int hour):_hour(hour){}
private:int _hour;
};
class Date
{
public:Date(int& x, int year, int month, int day):_year(year), _month(month), _t(2), _ref(x), _n(1){}void Print()const{cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day=1;//缺省值Time _t;//没有默认构造的成员变量int& _ref;//引用成员变量const int _n;//const成员变量
};

无论是否写初始化列表，每一个构造函数都有初始化列表。尽量使用初始化列表初始化，因为每个成员变量都会走初始化列表，即使这个成员变量不在初始化列表中。如果成员变量在声明位置给了缺省值，初始化列表没有这个成员变量，会用这个缺省值初始化。

如果成员变量既没有给缺省值，又没有在初始化列表初始化，对于内置类型成员是否初始化取决于编译器，C++没有单独规定。对于自定义类型成员会调用这个成员类型的默认构造函数，如果没有默认构造函数会编译错误。

以下为初始化流程：

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，跟初始化列表中成员出现的先后顺序没关系。建议初始化列表数据和声明顺序保持一致。看个例子：

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:A(int a):_a1(a), _a2(_a1){}void Print() {cout << _a1 << " " << _a2 << endl;}
private:int _a2 = 2;int _a1 = 2;
};
int main()
{A aa(1);aa.Print();
}

由于初始化列表中按照成员变量在类中的生命顺序进行初始化，所以_a2先初始化，此时_a1没有初始化，所以_a2打印出来是随机值，_a1为1。

2 类型转换

C++支持内置类型隐式类型转换为类类型对象，需要有相关内置类型为参数的构造函数。
类类型的对象之间也支持隐式类型转换，需要相应的构造函数支持。
只要在构造函数前加explicit，就不支持隐式类型转换。

下面举个例子，有相应注释说明：

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:A(int a):_a1(a),_a2(_a1){ }
private:int _a1;int _a2;
};
int main()
{//构造A aa1(1);//隐式类型转换,由整型转换成A类型，用2构造一个临时对象，再用临时对象拷贝构造//编译器会优化，会直接构造A aa2 = 2;//这样是错误的，2会产生一个临时对象，临时对象具有常性//A& aa3 = 2;//正确写法const A aa3 = 2;
}

3 static成员

用static修饰的成员变量，称之为静态成员变量，静态成员变量要在类外进行初始化。
静态成员变量存放在静态区，为所有类对象所共享，不属于某个具体的对象。
静态成员函数没有this指针。
静态成员函数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
静态成员也是类的成员，受public、protected、private访问限定符的限制。
静态成员变量不属于某个对象，不走初始化列表初始化。不能在声明位置给缺省值初始化。

// 实现⼀个类，计算程序中创建出了多少个类对象
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:A(){++_count;}A(const A& t){++_count;}~A(){--_count;}static int GetACount(){return _count;}
private:// 类⾥⾯声明static int _count;
};
// 类外⾯初始化
int A::_count = 0;
int main()
{cout << A::GetACount() << endl;//0A a1, a2;A a3(a1);cout << A::GetACount() << endl;//3cout << a1.GetACount() << endl;//3return 0;
}

4 友元

友元提供了突破类访问限定符的方式，友元分为友元函数和友元类，使用方式是在函数声明或者类声明前面加friend，并且把友元声明放在一个类的里面。

外部的友元函数可以访问类的私有和保护成员，这是友元的作用。

#include<iostream>
using namespace std;
// 前置声明
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
{// 友元声明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);//输出1  3return 0;
}

一个函数可以是多个类的友元函数。
友元类的关系是单向的，A类是B类的友元，B类不是A类的友元。
友元类关系不可以传递，如果A是B的友元，B是C的友元，但是A不是C的友元。
友元会增加耦合度，破坏了封装，友元不宜多用。

5 内部类

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，外部的类实例化的对象不包含内部类

内部类默认是外部类的友元类

如果把内部类放在private或protected位置，那么这个内部类就是专属内部类，其余地方用不了。


#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
private:int _k=1;int _h = 1;
public:class B // B默认就是A的友元{public:void f(const A& a){cout << a._k << endl;  //可以调用A的成员变量        cout << a._h << endl;     }int _b1;};
};
int main()
{A::B b;A aa;b.f(aa);//输出1 1return 0;
}

6 匿名对象

利用类型(实参)这样格式定义出来的对象是匿名对象，匿名对象的生命周期只有当前一行，过了这行就结束了。像类型对象名(实参)这样格式定义出来的是有名对象

#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;// 定义匿名对象，匿名对象的特点不⽤取名字，// ⽣命周期只有这⼀⾏，下⼀⾏他就会⾃动调⽤析构函数  A();A(1);A aa2(2);// 匿名对象在这样场景下就很好用，不用单独写一行去实例化新对象cout << Solution().Sum_Solution(10)<<endl;return 0;
}

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