再谈构造函数
构造函数体赋值
在创建对象时,编译器通过调用构造函数给对象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。
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:
//初始化列表
Date(int year, int month, int day)
: _year(year), _month(month), _day(day)
{
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
【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)
-
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)
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。
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(int a)
: _a1(a)
{
cout << "A(int a)" << endl;
}
A(const A &aa)
: _a1(aa._a1)//拷贝构造也是构造,也可以进行初始化列表
{
cout << "A(const A& aa)" << endl;
}
private:
int _a2;
int _a1;
};
int main()
{
int i = 1;
double d = i; // 隐式类型转换 i通过创建一个临时变量(具有常性,double类型),i->临时变量->d
A aa1(1); // 直接调用 构造函数
A aa2 = 1; // 隐式类型转换 1通过创建一个临时变量(具有常性,A类型),i->临时变量->d
return 0;
}
输出结果:
在此处既然要进行创建临时变量,为什么没有进行拷贝构造呢? 此处是编译器对其进行了优化:构造+拷贝—优化->构造;优化为直接进行构造
看这段代码:
class A
{
public:
A(int a)
: _a1(a)
{
cout << "A(int a)" << endl;
}
A(const A &aa)
: _a1(aa._a1)//拷贝构造也是构造,也可以进行初始化列表
{
cout << "A(const A& aa)" << endl;
}
private:
int _a2;
int _a1;
};
int main()
{
const A& ret=10;
return 0;
}
explicit关键字
若不想隐式类型转换情况发生,则使用关键字explicit,针对的是单参数构造函数
举例:
class A
{
public:
explicit A(int a)
: _a1(a)
{
cout << "A(int a)" << endl;
}
A(const A &aa)
: _a1(aa._a1) // 拷贝构造也是构造,也可以进行初始化列表
{
cout << "A(const A& aa)" << endl;
}
private:
int _a2;
int _a1;
};
int main()
{
A aa2 = 1;
const A &ret = 10;
return 0;
}
多个参数: 虽然有多个参数,但是创建对象时后两个参数可以不传递,没有使用explicit修饰,具 有类型转换作用
class Date
{
public:
//虽然有多个参数,但是创建对象时后两个参数可以不传递,没有使用explicit修饰,具 有类型转换作用
// 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)
{
}
Date &operator=(const Date &d)
{
if (this != &d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
return *this;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void Test()
{
Date d1(2022);
// 用一个整形变量给日期类型对象赋值
// 实际编译器背后会用2023构造一个无名对象,最后用无名对象给d1对象进行赋值 d1 = 2023;
// 将1屏蔽掉,2放开时则编译失败,因为explicit修饰构造函数,禁止了单参构造函数类型转 换的作用
}
static成员
概念:
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
计算一个程序一个调用了多少次类
一般的方法:定义全局变量count,每调用一次进行++
using std::cout;
using std::endl;
int count = 0;
class A
{
public:
A(int a = 0)
{
++count;
}
A(const A &aa)
{
++count;
}
};
void func(A)
{}
int main()
{
A aa1;
A aa2(aa1);
func(aa1);
A aa3 = 1;
cout<<count<<endl;//3
return 0;
}
static:
using std::cout;
using std::endl;
class A
{
public:
A(int a = 0)
{
++count;
}
A(const A &aa)
{
++count;
}
int GetCount()
{
return count;
}
private:
// 不属于某个对象,属于所有对象,属于整个类
static int count; // 声明 静态成员,不能给缺省值,缺省值是给初始化列表用的,是共有成员不能给缺省值
};
int A::count = 0; // 定义初始化
void func(A)
{
}
int main()
{
A aa1;
A aa2(aa1);
func(aa1);
A aa3 = 1;
// cout << A::count << endl;// count为私有,不能这样访问
// cout<<aa.count<<endl; // count为私有,不能这样访问
cout<<aa3.GetCount()-1<<endl;
return 0;
}
访问静态成员函数:
class A
{
public:
A(int a = 0)
{
++count;
}
A(const A &aa)
{
++count;
}
// 静态成员函数 -- 没有this指针
static int GetCount()
{
// a++;没有this指针,不能直接访问
return count;
}
private:
static int count;
};
int A::count = 0; // 定义初始化
void func(A)
{
}
int main()
{
A aa1;
A aa2(aa1);
func(aa1);
A aa3 = 1;
cout << A::GetCount() << endl;
return 0;
}
若在main中定义 A aa4[10]
,那么A类会被调用多少次?
A aa4[10];
cout << A::GetCount() << endl;// 10
//被调用了10次
数组中10个对象,有多少个对象就调用多少次
例子:
class Sum
{
public:
Sum()
{
_sum += _i;
++_i;
}
static int GetSum()
{
return _sum;
}
private:
static int _i;
static int _sum;
};
int Sum::_i = 1;
int Sum::_sum = 0;
匿名对象
匿名对象是在代码中临时创建的一个对象,没有被赋予一个具体的名称。它在具体的语法形式上可以在需要一个对象的表达式中直接创建,而无需为其定义一个变量。
匿名对象不用取名字,用完即销毁 生命周期只有当前行
int main()
{
Solution s;
cout<<s.Sum_Solution(10)<<endl;
//匿名对象,声明周期只在这一行
Solution();
Sum();
return 0;
}
用完即销毁:
cout<<Solution().Sum_Solution(10)<<endl;
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
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。
友元函数不是成员函数,没有this指针,且不能用const修饰
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;
}
-
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
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,在继承位置再给大家详细介绍。
class Time
{
friend class Date; // 声明日期类为时间类的友元类,则在日期类中就直接访问Time类 中的私有成员变量
public:
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 = 1900, int month = 1, int day = 1)
: _year(year), _month(month), _day(day)
{
}
void SetTimeOfDate(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;
};
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:
-
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。
class A
{
private:
int h;
public:
// 内部类
class B
{
private:
int b;
};
};
int main()
{
A aa;
cout<<sizeof(aa)<<endl;
return 0;
}
该代码输出的sizeof大小为 4
内部类:跟A是独立,只是受了A类域的限制
B天生就是A的友元
//访问B
A::B b;
#include <iostream>
class A
{
private:
int h=1;
static int k;
public:
// 内部类
class B
{
public:
void func(const A& a)
{
std::cout << k << std::endl;
std::cout << a.h << std::endl;
}
private:
int b;
};
};
// 静态成员变量的定义和初始化
int A::k = 90;
int main()
{
A aa;
//std::cout << sizeof(aa) << std::endl;
// 访问B
A::B b;
b.func(aa);//90 1
return 0;
}
将内部类变为私有
class A
{
private:
int h = 1;
static int k;
class B
{
public:
void func(const A &a)
{
std::cout << k << std::endl;
std::cout << a.h << std::endl;
}
private:
int b;
};
public:
};
拷贝对象时的一些编译器优化
该主题的讲解将可能会出现偏差,编译器的不同,不同的版本,优化可能不同
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()
{
A aa1=1;//构造+拷贝构造-》构造
A aa2(1);
return 0;
}
构造+拷贝构造过程被直接优化为构造
void func1(A aa)
{
}
//使用引用传参
void func2(const A& aa)//临时对象,匿名对象具有常性,加const
{
}
int main()
{
A aa1=1;//构造+拷贝构造-> 直接优化为构造
func1(aa1);//无优化 A(const A& aa)
func1(2);//构造+拷贝构造-> 直接优化为构造
func1(A(2));//构造+拷贝构造-> 直接优化为构造
cout<<"-------------------------------"<<endl;
//引用传参
func2(aa1);//无优化 ,无需拷贝
//临时对象,匿名对象具有常性,func2要加const
func2(2);//无优化 ,无需拷贝
func2(A(3));//无优化,无需拷贝
//A(3)匿名对象
return 0;
}
A func3()
{
A aa;//构造
return aa;//出函数被销毁 ,创建临时变量进行拷贝构造,若出现析构,则为aa,进行了析构
}
int main()
{
func3();//构造+拷贝构造
return 0;
}
A aa1=func3();//func3进行一次拷贝构造,aa1=func3再进行一次拷贝构造,优化为一个拷贝构造
A aa3;
aa3=func3();
不能进行优化:
对象返回问题 总结:
-
接收返回值对象,尽量拷贝构造方式接收,不要赋值接收
-
函数中返回对象时,尽量返回匿名对象//return A();
函数传参 总结: 尽量使用const& 传参//(const A& aa)