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[C++知识库]【C++】【7】初始化列表、static、explicit关键字、友元

目录

1 初始化列表

1.1 初始化列表语法

1.2 必须使用初始化列表对成员变量初始化的情况

1.2.1 引用是成员变量

1.2.2 const修饰的变量是成员变量?

1.2.3 没有默认构造函数的自定义类型的成员变量

1.3 初始化列表注意事项?

2 static成员

3 explicit关键字?

4 友元

4.1 友元函数

4.2 友元类


1 初始化列表

初始化列表是构造函数中的概念,用来初始化类的成员变量,虽然编译器让我们通过构造函数对类中的成员变量赋值,但是这并不是初始化,在这个构造函数中可以多次赋值,而初始化只能赋值一次。

1.1 初始化列表语法

在写构造函数的时候在参数列表后面,以一个冒号开始,接着是一个以逗号分割的成员列表,每个成员变量后面跟一个括号里面放上初始化的值

class Date
{
public:
	Date():m_year(2022),m_month(6),m_day(28)//初始化列表
	{

	}
	void print()
	{
		cout << m_year << "-" << m_month << "-" << m_day << endl;
	}
private:
	int m_year;
	int m_month;
	int m_day;
};

int main()
{
	Date d1;
	d1.print();
	return 0;
}

1.2 必须使用初始化列表对成员变量初始化的情况

类中包含以下成员,必须使用初始化列表进行初始化

  • 引用成员变量
  • 自定义类型的成员(没有默认的构造函数)
int b = 10;
class A
{
public:
	A(int a)
	{
		cout << "A(int a)" << endl;
	}
};

class Date
{
public:
	Date() :m_year(2022), m_month(6), m_day(28)/*,m_a(10),ref(b)*///初始化列表
	{

	}
	void print()
	{
		cout << m_year << "-" << m_month << "-" << m_day << endl;
	}
private:
	int m_year;
	int m_month;
	int m_day;

	//A m_a;
	//int& ref;
    //const int m_b;
};

1.2.1 引用是成员变量

我们还是看上面的代码,我们将int& ref注释解除,运行之后我们发现报错了。错误的原因是我们没有给引用初始化,这时候呢,我们想在构造函数里面初始化是不行的,因为我们知道引用在定义的时候必须初始化,所以可以在下面变量定义的时候赋一个值,但是这样总是不好的,我们想让引用指向其他对象的时候就不行了,所以引用初始化一定要在构造函数的初始化列表里面初始化

Date() :m_year(2022), m_month(6), m_day(28),m_a(10),ref(b)//初始化列表
{

}

1.2.2 const修饰的变量是成员变量?

我们还是看最前面的代码,我们把const int m_b注释解除,运行之后我们发现又报错了。错误的原因是必须初始化常量,会不会跟引用一样不能在构造函数里初始化呢?答案是必然的,所以也可以在下面变量声明的时候给一个初值,但是这样会导致每一个对象都是一样的参数,所以我们就需要使用初始化列表对其进行初始化。还是一样的解决方法,我们把m_b在初始化列表里进行初始化。

Date() :m_year(2022), m_month(6), m_day(28),m_a(10),ref(b),m_b(10)//初始化列表
{

}

1.2.3 没有默认构造函数的自定义类型的成员变量

我们还是以最开始的代码进行操作,我们把A m_a注释解除,运行之后我们发现,报了一个A没有合适的默认构造函数可用,我们在A类中写的构造函数是需要传入一个int类型的值,因为我们并没有使用这种方式进行对象的实例化,所以编译器是无法调用这个构造函数,所以编译器报警说没有可用的默认构造函数,如果我们想使用这个构造函数,就需要使用初始化列表,对m_a传入一个10,这样才满足A类构造函数的调用条件。

Date() :m_year(2022), m_month(6), m_day(28),m_a(10),ref(b)//初始化列表
{

}

自定义类型在初始化的时候会调用自定义类型的构造函数进行初始化

1.3 初始化列表注意事项?

成员变量在类中声明的顺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

例子:

问下面的代码输出结果是什么?

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();
}

?所以输出的结果就是,1 随机值

2 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的成员变量一定要在类外进行初始化

  1. 1静态成员为所有类对象所共享,不属于某个具体的实例
  2. 静态成员变量必须在类外定义,定义时不添加static关键字
  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. 静态成员和类的普通成员一样,也有public、protected、private3种访问级别,也可以具有返回值

举一个例子,我们想计算一下这个类创建了多少个对象,我们知道调用构造或者拷贝构造都是创建了对象。有了个这个想法,我们只需要在构造函数和拷贝构造函数内使用变量++就可以计算生成了多少个对象。

class A
{
public:
	A(int a)
	{
		m_count++;
	}
	A(const A& A1)
	{
		m_count++;
	}
	int static Getm_count()//静态成员函数访问静态成员变量
	{
		return m_count;
	}
public:
	static int m_count;
};
int A::m_count = 0;
int main()
{
	A a1(10);
	A a2(10);
	A a3(10);
	A a4(a3);
	A a5(a3);
	cout << A::Getm_count() << endl;
	cout << &a1.m_count << endl;
	cout << &a2.m_count << endl;
	cout << &a3.m_count << endl;
	cout << &a4.m_count << endl;
	cout << &a5.m_count << endl;
	cout << &A::m_count << endl;
	return 0;
}

输出结果:

可以看到我们上面的这段代码,使用了静态成员变量,运行一下,看看结果,他们打印出的地址都是一样的,我们发现不管是用类去访问对象,还是用类的域限定符访问静态成员变量,他们访问的都是同一个变量(地址都相同),所以说静态成员变量属于整个类,属于类的所有对象。同时我们注意到我们的静态成员变量一定要在类外再初始化一下!这是和别的普通成员变量不同的一点!

注意!我们在上面写了一个静态成员函数访问静态成员变量,?因为静态成员函数没有this指针,所以静态成员函数只能访问静态成员变量,但是成员函数可以访问静态成员变量,静态成员函数不需要定义出对象,直接使用类::静态成员函数这样的方法调用即可。

3 explicit关键字?

class Date
{
public:
	Date(int year):_year(year)
	{
	
	}
	Date(const Date& d1)
	{
		
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << endl;
	}

private:
	int _year;
};

int main()
{
	Date d1(2022);
	Date d2 = 2022;//这是什么?
	d1.Print();
	d2.Print();
}
  • 上面的代码我们运行的结果都是2022,发现Date d2=2022 是创建了一个对象并且传进去2022。
  • 为什么可以把2022直接赋值给自定义类型d2,其实这里发生了隐式类型的转换,编译器是先拿2022去构造一个Date类型的对象,再把这个Date类型的对象拷贝构造给d2;同时在这里vs2022编译器(稍微老一点的编译器不会)也会进行优化,将拷贝构造和普通的构造合二为一,变成调用一次构造函数。

我们发现Date d2 = 2022这种写法难看,代码可读性不是很好,而且只能用来调用只有一个参数的构造函数,建议还是使用括号的调用方法,可读性高一点,为了避免Date d2 = 2022这种写法,我们就可以使用explicit对构造函数进行修饰,作用就是不让他用这个隐式的方法创建对象。

4 友元

4.1 友元函数

友元函数顾名思义就是友好的函数,看看下面代码:

class A
{
public:
	friend int getAm_age(A& a1);//声明友元函数
	A(int age):m_age(age)
	{
		cout << "A()" << endl;
	}
	
private:
	int m_age;
};

int getAm_age(A& a1)
{
	return a1.m_age;
}

int main()
{

	return 0;
}

我们定义了一个类A,有一个私有成员变量m_age,我在类外面有个函数,想要访问A类中的这个私有成员变量,这时候我们就需要用到友元的技术,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和原理相同

4.2 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B是A的友元,C是B的友元,则不能说明C时A的友元。
class Date; // 前置声明
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, int minute, int second)
		: _hour(hour)
		, _minute(minute)
		, _second(second)
	{}
private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};
class Date
{
public:
	Date(int year = 0, 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;
};
	

?

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