类和对象(三)

目录

一. 构造函数初始化列表

二. 类型转换

三. static成员

四. 友元

五. 内部类

六. 匿名对象

七. 对象拷贝时的编译器优化

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一. 构造函数初始化列表

1. 之前我们实现构造函数时，初始化成员变量主要使用函数体内赋值，构造函数初始化还有一种方式，就是初始化列表，初始化列表的使用方式是以一个冒号开始，接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。

2. 每个成员变量在初始化列表中只能出现一次，语法理解上初始化列表可以认为是每个成员变量定义初始化的地方。

3. 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

#include<iostream>
using namespace std;class jubge
{
public:jubge(int tmp = 0):_tmp(tmp){cout << " 叮叮叮 " << endl;}int val(){return _tmp;}
private:int _tmp;
};
class Pc
{
public:Pc(int& x, int a = 1, int b = 21, int c = 11):_a(a), _b(b), _c(c), _s(33), _t(x), j(333)//, _b(b)每种成员变量只能在初始化列表出现一次{}void Printf(){cout << _a << " " << _b << " " << _c << " " << _t << " "<<j.val() << " " << _s << endl;}
private:int _a;int _b;int _c;int& _t;jubge j;const int _s;
};int main()
{int v = 10;int& x = v;Pc p(x);p.Printf();
}

而上文的引用必须初始化，const必须在初始化时赋值，类没有默认构造只能传参赋值

它们不能在函数体内赋值，引用必须初始化然后不能改变指向，const需要设置初始值后不能改变，类也需要参数初始化，没有其他函数使其改变

4. C++11支持在成员变量声明的位置给缺省值，这个缺省值主要是给没有显示在初始化列表初始化的成员使用的

5. 尽量使用初始化列表初始化，因为那些你不在初始化列表初始化的成员也会走初始化列表，如果这个成员在声明位置给了这个缺省值，初始化列表会用这个缺省值初始化。如果你没有给缺省值，对于没有显示在初始化列表初始化的内置类型成员是否初始化取决于编译器，C++没规定。而对没显示在初始化列表的自定义类型成员会调用这个成员类型的默认构造函数，如果没有默认构造会编译错误

6. 初始化列表中按照成员变量在类中声明顺序进行初始化，跟成员在初始化列表出现的先后顺序无关。建议声明顺序和初始化列表顺序保持一致

#include<iostream>
using namespace std;class jubge
{
public:jubge(int tmp = 0):_tmp(tmp){cout << " 叮叮叮 " << endl;}int val(){return _tmp;}
private:int _tmp;
};
class Pc
{
public:Pc(int& x): _t(x){}void Printf(){cout << _a << " " << _b << " " << _c << " " << _t << " "<<j.val() << " " << _s << endl;}
private:int _a=1;int _b=21;int _c=11;int& _t;jubge j=333;const int _s=33;int* p = (int*)malloc(12);
};int main()
{int v = 10;int& x = v;Pc p(x);p.Printf();
}

我们发现我们没在初始化列表里定义，但是依然会根据初始化

我们可以思考一下以下代码指向结果为

#include<iostream>
using namespace std;
class Pc
{
public:Pc(int a):_a(a), _b(_a){}void Printf(){cout << _a << " " << _b << " "<< endl;}
private:int _b = 21;int _a = 1;
};int main()
{Pc p(10);p.Printf();
}

 由于初始化列表按照成员变量在类中的声明顺序进行初始化。跟成员在初始化列表中出现的顺序无关。所以会导致先初始化_b再初始化_a,用于初始化_b的_a是随机值，然后初始化_a为10

答案为 10  随机值

二. 类型转换

1. C++支持内置类型隐式转换为类类型对象，需要有相关内置类型为参数的构造函数

2. 构造函数前面加explicit 就不再支持隐式类型转换

#include<iostream>
using namespace std;
class Pc
{
public:Pc(int a):_a(a), _b(a){}Pc(int a,int b):_a(a), _b(b){}void Printf() const{cout << _a << " " << _b << " "<< endl;}
private:int _b = 21;int _a = 1;
};int main()
{Pc p = 10;p.Printf();//Pc& pp = 1;const Pc& pp = 1;//产生的临时对象具有常性pp.Printf();//C++11后才支持多参数转化Pc ppp = { 3,3 };ppp.Printf();
}

第一个赋值，1构造一个Pc的临时对象，再用这个临时对象拷贝构造p，编译器遇见连续构造+拷贝构造

如果将类改为以下代码

class Pc
{
public:explicit Pc(int a):_a(a), _b(a){}explicit Pc(int a,int b):_a(a), _b(b){}void Printf() const{cout << _a << " " << _b << " "<< endl;}
private:int _b = 21;int _a = 1;};

就不再支持隐式类型转换了

三. static成员

1. 用static修饰的成员变量，称之为静态成员变量，静态成员变量一定要在类外进行初始化。

2. 静态成员变量为所有类对象所共享，不属于某个具体的对象，不存在对象中，存放在静态区中。 

3. 用static修饰的成员函数，称之为静态成员函数，静态成员函数没有this指针。

4. 静态成员函数可以访问其他静态成员但不能访问非静态的，因为没有this指针。

5. 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。

6. 突破类域就可以访问静态成员，可以通过类名::静态成员或对象.静态成员来访问来访问静态成员变量和静态成员函数

7. 静态成员变量不能在声明位置给缺省值初始化，因为缺省值是个构造函数初始化列表的，静态成员变量不属于某个对象，不走构造函数初始化列表

#include<iostream>
using namespace std;
class Pc
{
public:Pc():_a(1), _b(1){}static int GetVal(){//_b=0;//没有this指针无法访问return n;}void PrintfStatic(){cout << c << "  " << GetVal() << "  " << n << endl;}void Printf() const{cout << _a << " " << _b << " " << endl;}static int c;
private:int _b = 21;int _a = 1;static int n;};
int Pc:: c = 10;
int Pc::n = 111;
int main()
{Pc::c = 1;cout << Pc::c << endl;Pc p;cout << p.c << endl;p.PrintfStatic();
}

四. 友元

1. 友元提供了⼀种突破类访问限定符封装的⽅式，友元分为：友元函数和友元类，在函数声明或者类 声明的前⾯加friend，并且把友元声明放到⼀个类的⾥⾯。

2. 外部友元函数可访问类的私有和保护成员，友元函数仅仅是⼀种声明，他不是类的成员函数。

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。

 如以下代码所示

#include<iostream>
using namespace std;class Pc;class AAA
{public:AAA():_t(10), _s(1){}
private:friend void Printf(const Pc& p, const AAA& a);//声明可以在任何地方int _t;int _s;
};class Pc
{friend void Printf(const Pc& p,const AAA& a);public:Pc():_a(1), _b(1){}
private:int _b = 21;int _a = 1;
};void Printf(const Pc& p, const AAA& a)
{cout << p._a << " " << p._b << " " << endl;cout << a._s << " " << a._t << " " << endl;
}
int main()
{Pc p;AAA a;Printf(p,a);
}

5. 友元类中的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私有和保护成员。

6. 友元类的关系是单向的，不具有交换性，比如A类是B类的友元，但是B类不是A类的友元。

7. 友元类关系不能传递，如果A是B的友元，B是C的友元，但是A不是C的友元。

8. 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。

#include<iostream>
using namespace std;class Pc;
class BBB;
class AAA
{friend class Pc;
public:AAA():_t(10), _s(1){}//void PirntfPc(const Pc& p,const BBB& b)//{//	cout << p._b << " " << p._s << endl;//友元关系是单向的//	cout << b.n << endl;//友元的关系不可传递//}
private:int _t;int _s;
};
class BBB
{private:int n = 0;};class Pc
{friend class BBB;
public:Pc():_a(1), _b(1){}void PirntfAAA(const AAA& a){cout << a._t << " " << a._s << endl;}private:int _b = 21;int _a = 1;
};
int main()
{Pc p;AAA a;p.PirntfAAA(a);
}

五. 内部类

1. 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，跟定义在全局相比，他只是受外部类类域限制和访问限定符限制，所以外部类定义的对象中不包含内部类

2. 内部类默认为外部类的友元类

3. 内部类本质也是一种封装，当A类与B类紧密相关，A类的实现就是为了给B类使用的时候，可以考虑把A类设计为B的内部类，如果放到protected/private位置，那A类就是B类的专属内部类，其他地方都用不了

#include<iostream>
using namespace std;class Pc
{public:Pc():_a(1), _b(1){}void printfAAAPc(){AAA a;a.PirntfPc(*this);a.PrintfAAA();}class BBB{public:void PirntfPc(const Pc& p){cout << "BBB" << endl;cout << p._b << " " << p._a << endl;}};
private:class AAA{public:AAA():_t(10), _s(1){}void PrintfAAA(){cout << _t << " " << _s << endl;}void PirntfPc(const Pc& p){cout << "AAA" << endl;cout << p._b << " " << p._a << endl;}private:int _t;int _s;};int _b = 21;int _a = 1;
};
int main()
{Pc p;Pc::BBB b;b.PirntfPc(p);p.printfAAAPc();
}

六. 匿名对象

用 类型(实参)  定义出来的对象叫做匿名对象，相⽐之前我们定义的  类型对象名(实参)  定义出来的 叫有名对象

匿名对象⽣命周期只在当前⼀行，⼀般临时定义⼀个对象当前用⼀下即可，就可以定义匿名对象。

 以下代码可以验证

#include<iostream>
using namespace std;class Pc
{public:Pc():_a(1), _b(1),_val(111){cout << "构造了" << endl;}~Pc(){cout << "析构了" << endl;}int GetVal(){return _val;}
private:int _b ;int _a = 1;int _val = 111;
};
int main()
{Pc();cout << Pc().GetVal() << endl;return 0;
}

七. 对象拷贝时的编译器优化

现代编译器，会为了尽可能的提高程序效率，在不影响正确性的情况下会尽可能减少一些传参和传参过程中可以省略的拷贝。

如何优化C++标准没有严格规定，各个编译器会根据情况自行处理。当前主流的相对新的编译器对于连续一个表达式步骤中的连续拷贝会进行合并优化，有些更新更‘激进’的编译还会进行跨行跨表达式的合并优化

 如以下代码：

#include<iostream>
using namespace std;class AAA
{
public:AAA(int a){_a = a;cout << "构造" << endl;}AAA(const AAA& a){_a = a._a;cout << "拷贝构造" << endl;}void operator=(const AAA& a){_a = a._a;cout << "重载赋值" << endl;}void Printf(){cout << "printf->" << _a << endl;}~AAA(){cout << "析构" << endl;}
private:int _a;
};AAA f()
{AAA a(1);return a;
}int main()
{AAA aaa(1);aaa = f();aaa.Printf();cout << "*********" << endl;return 0;
}

 按理来说会 1. 将 aaa 执行构造函数 2. 进入 f 函数后 对a执行构造函数 ，3. 将a拷贝构造赋值给临时对象，4. 将a 析构 5. 执行函数重载=，6. 再将临时对象 析构 ，7. 再执行 aaa的Printf函数， 8. 执行cout  9. 将aaa 析构

而在vs2019中Debug下也是这么做的，但在vs2022的激进优化下变为了 1. 将aaa执行构造函数，2. 进入f 函数后对a 进行构造函数 3. 将a 赋值给 aaa，4. 将 a 析构 5.执行 aaa的Printf函数 6. 执行cout 7.  将aaa 析构

结果如下

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这篇先写到这里，明天补第七条，喜欢可以点一下赞

(๑′ᴗ‵๑)Ｉ Lᵒᵛᵉᵧₒᵤ❤