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💬<5>前言：C++類與對(duì)象的收尾工作，初始化列表，static成員，友元，內(nèi)部類，匿名對(duì)象，和編譯器優(yōu)化問題。

目錄

一.再談構(gòu)造函數(shù)

（1）構(gòu)造函數(shù)體賦值

（2）初始化列表

?（3）explicit關(guān)鍵字

二.static成員

（1）static 特性

三.友元

（1）友元函數(shù)

?（2）友元類

?四.內(nèi)部類

五.匿名對(duì)象

?六.拷貝對(duì)象時(shí)的一些編譯器優(yōu)化

七.再次理解類和對(duì)象

---

一.再談構(gòu)造函數(shù)

（1）構(gòu)造函數(shù)體賦值

在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，編譯器通過調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，給對(duì)象中各個(gè)成員變量一個(gè)合適的初始值。

class Date
{
public:Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};

雖然上述構(gòu)造函數(shù)調(diào)用之后，對(duì)象中已經(jīng)有了一個(gè)初始值，但是不能將其稱為對(duì)對(duì)象中成員變量
的初始化，構(gòu)造函數(shù)體中的語句只能將其稱為賦初值，而不能稱作初始化。因?yàn)槌跏蓟荒艹跏?br /> 化一次，而構(gòu)造函數(shù)體內(nèi)可以多次賦值。

（2）初始化列表

初始化列表：以一個(gè)冒號(hào)開始，接著是一個(gè)以逗號(hào)分隔的數(shù)據(jù)成員列表，每個(gè)"成員變量"后面跟
一個(gè)放在括號(hào)中的初始值或表達(dá)式。

class Date
{friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d){out << d._year << "/" << d._month << "/" << d._day << endl;return out;}
public:Date(int year, int month, int day): _year(year), _month(month), _day(day){}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date date(1, 1, 1); cout << date;return 0;
}

?【注意】

1.每個(gè)成員變量在初始化列表中只能出現(xiàn)一次(初始化只能初始化一次)

2. 類中包含以下成員，必須放在初始化列表位置進(jìn)行初始化：

• 引用成員變量
• const成員變量
• 自定義類型成員(且該類沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)時(shí))

class A
{
public:A(int a):_a(a){}
private:int _a;
};
class B
{
public:B(int a, int ref):_aobj(a) //調(diào)用構(gòu)造函數(shù), _ref(ref), _n(10){}
private:A _aobj; //沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)int& _ref; //引用const int _n; //const
};

?3. 盡量使用初始化列表初始化，因?yàn)椴还苣闶欠袷褂贸跏蓟斜?#xff0c;對(duì)于自定義類型成員變量，
一定會(huì)先使用初始化列表初始化。

class Time
{
public:Time(int hour = 0):_hour(hour){cout << "Time()" << endl;}
private:int _hour;
};
class Date
{
public:Date(int day){}
private:int _day;Time _t;
};
int main()
{Date d(1);return 0;
}

4. 成員變量在類中聲明次序就是其在初始化列表中的初始化順序，與其在初始化列表中的先后
次序無關(guān)?

?下列程序的輸出結(jié)果:

A. 輸出1 ?1
B.程序崩潰
C.編譯不通過
D.輸出1 ?隨機(jī)值

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();
}

?解答：_a1 是 1，_a2是隨機(jī)值，在初始化列表初始化的時(shí)候，由于定義的順序是先是_a2，后是_a1，所以先用_a1初始化_a2，因?yàn)開a1還沒有初始化，_a1初始化給_a2的是隨機(jī)值，隨后又初始化了_a1的值為1.

?（3）explicit關(guān)鍵字

構(gòu)造函數(shù)不僅可以構(gòu)造與初始化對(duì)象，對(duì)于單個(gè)參數(shù)或者除第一個(gè)參數(shù)無默認(rèn)值其余均有默認(rèn)值
的構(gòu)造函數(shù)，還具有類型轉(zhuǎn)換的作用。

class Date
{friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d){out << d._year << "/" << d._month << "/" << d._day << endl;return out;}
public:// 1. 單參構(gòu)造函數(shù)，沒有使用explicit修飾，具有類型轉(zhuǎn)換作用Date(int year){_year = year;_month = 0;_day = 0;}// 2. 雖然有多個(gè)參數(shù)，但是創(chuàng)建對(duì)象時(shí)后兩個(gè)參數(shù)可以不傳遞，沒有使用explicit修飾，具//有類型轉(zhuǎn)換作用//Date(int year, int month = 1, int day = 1)//{//	_year = year;//	_month = month;//	_day = day;//}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{//類型轉(zhuǎn)換Date date = 100;cout << date;return 0;
}
int main()
{//類型轉(zhuǎn)換Date date = 100;cout << date;return 0;
}

如果加上explicit關(guān)鍵字：

class Date
{friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d){out << d._year << "/" << d._month << "/" << d._day << endl;return out;}
public:// 1. 單參構(gòu)造函數(shù)，沒有使用explicit修飾，具有類型轉(zhuǎn)換作用explicit Date(int year){_year = year;_month = 0;_day = 0;}// 2. 雖然有多個(gè)參數(shù)，但是創(chuàng)建對(duì)象時(shí)后兩個(gè)參數(shù)可以不傳遞，沒有使用explicit修飾，具//有類型轉(zhuǎn)換作用//Date(int year, int month = 1, int day = 1)//{//	_year = year;//	_month = month;//	_day = day;//}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{//類型轉(zhuǎn)換Date date = 100;cout << date;return 0;
}

explicit修飾構(gòu)造函數(shù)，禁止類型轉(zhuǎn)換。

二.static成員

聲明為static的類成員稱為類的靜態(tài)成員，用static修飾的成員變量，稱之為靜態(tài)成員變量；用
static修飾的成員函數(shù)，稱之為靜態(tài)成員函數(shù)。靜態(tài)成員變量一定要在類外進(jìn)行初始化。

面試題：實(shí)現(xiàn)一個(gè)類，計(jì)算程序中創(chuàng)建出了多少個(gè)類對(duì)象。

分析：創(chuàng)建一個(gè)類對(duì)象，要么調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，要么調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)，利用一個(gè)計(jì)數(shù)器，統(tǒng)計(jì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，和拷貝構(gòu)造的次數(shù)，就可以求出一共創(chuàng)建過多少個(gè)類對(duì)象.我們可以使用全局變量來計(jì)數(shù)，也可以使用static靜態(tài)成員變量來計(jì)數(shù)。

class A
{
public:A() {++_scount; }A(const A & t) {++_scount; }static int GetACount() { return _scount; }
private:static int _scount;
};
//靜態(tài)成員變量必須在類外定義，定義時(shí)不添加static關(guān)鍵字，類中只是聲明。
int A::_scount = 0;
A Fun(A a4)
{A tmp(a4);return tmp;
}
int main()
{cout << A::GetACount() << endl;A a1, a2;A a3(a1);Fun(a3);cout << A::GetACount() << endl;return 0;
}

（1）static 特性

1. 靜態(tài)成員為所有類對(duì)象所共享，不屬于某個(gè)具體的對(duì)象，存放在靜態(tài)區(qū)。

class A
{
public:static int GetACount() { return _scount; }static int _scount;
};
int A::_scount = 0;
A Fun(A a4)
{A tmp(a4);return tmp;
}
int main()
{A* ptr = nullptr;//因?yàn)殪o態(tài)成員變量不屬于對(duì)象，我們通過空指針訪問也不會(huì)有問題。cout << ptr->_scount<< endl;return 0;
}

2. 靜態(tài)成員變量必須在類外定義，定義時(shí)不添加static關(guān)鍵字，類中只是聲明。
3. 類靜態(tài)成員即可用 類名::靜態(tài)成員 或者 對(duì)象.靜態(tài)成員 來訪問。

class A
{
public:static int GetACount() { return _scount; }static int _scount;
};
int A::_scount = 0;
A Fun(A a4)
{A tmp(a4);return tmp;
}
int main()
{A* ptr = nullptr;A a;cout << ptr->_scount<< endl;cout << A::_scount << endl;cout << a._scount << endl;return 0;
}

4. 靜態(tài)成員函數(shù)沒有隱藏的this指針，不能訪問任何非靜態(tài)成員。

5. 靜態(tài)成員也是類的成員，受public、protected、private 訪問限定符的限制。

【問題】
1. 靜態(tài)成員函數(shù)可以調(diào)用非靜態(tài)成員函數(shù)嗎？

解答：

• 不可以直接訪問。因?yàn)槿鄙賹?duì)象的this指針。

• 如果我們手動(dòng)添加對(duì)象指針參數(shù)是不是就可以了呢？手動(dòng)添加對(duì)象的指針參數(shù)，不僅可以訪問非靜態(tài)的成員函數(shù)，還可以訪問非靜態(tài)成員變量。

class A
{
public:void show(){cout << "void show()" << endl;}static int GetACount(A*a) {a->show();cout << a->n << endl;return _scount; }static int _scount;int n = 100;
};
int A::_scount = 0;
int main()
{A a;a.GetACount(&a);return 0;
}

?2. 非靜態(tài)成員函數(shù)可以調(diào)用類的靜態(tài)成員函數(shù)嗎?

?解答：

可以調(diào)用。

class A
{
public:void show(){cout << "void show()" << endl;GetACount();}static int GetACount() {cout << "static int GetACount()" << endl;return _scount; }static int _scount;int n = 100;
};
int A::_scount = 0;
int main()
{A a;a.show();return 0;
}

三.友元

友元提供了一種突破封裝的方式，有時(shí)提供了便利。但是友元會(huì)增加耦合度，破壞了封裝，所以
友元不宜多用。
友元分為：友元函數(shù)和友元類。

（1）友元函數(shù)

我們之前嘗試去重載operator<<，然后發(fā)現(xiàn)沒辦法將operator<<重載成成員函數(shù)。因?yàn)閏out的
輸出流對(duì)象和隱含的this指針在搶占第一個(gè)參數(shù)的位置。this指針默認(rèn)是第一個(gè)參數(shù)也就是左操作
數(shù)了。但是實(shí)際使用中cout需要是第一個(gè)形參對(duì)象，才能正常使用。所以要將operator<<重載成
全局函數(shù)。但又會(huì)導(dǎo)致類外沒辦法訪問成員，此時(shí)就需要友元來解決。operator>>同理。

?友元函數(shù)可以直接訪問類的私有成員，它是定義在類外部的普通函數(shù)，不屬于任何類，但需要在
類的內(nèi)部聲明，聲明時(shí)需要加friend關(guān)鍵字。

class Date
{//友元函數(shù)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;
}

說明：

1.友元函數(shù)可訪問類的私有和保護(hù)成員，但不是類的成員函數(shù)。

?因?yàn)橛言瘮?shù)本身就是外部函數(shù)。
2.友元函數(shù)不能用const修飾。

因?yàn)橛言瘮?shù)，是非成員函數(shù)是不可以用，const修飾的，因?yàn)閏onst修飾的是*this。
3.友元函數(shù)可以在類定義的任何地方聲明，不受類訪問限定符限制。
4.一個(gè)函數(shù)可以是多個(gè)類的友元函數(shù)。
5.友元函數(shù)的調(diào)用與普通函數(shù)的調(diào)用原理相同。

?（2）友元類

友元類的所有成員函數(shù)都可以是另一個(gè)類的友元函數(shù)，都可以訪問另一個(gè)類中的非公有成員。

class Time
{friend class Date; //聲明日期類為時(shí)間類的友元類，則在日期類中就直接訪問Time類中的私有成員變量
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){// 直接訪問時(shí)間類私有的成員變量_t._hour = hour;_t._minute = minute;_t._second = second;}void Show(){cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << " " << _t._hour << ":" << _t._minute << ":" << _t._second << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;Time _t;
};
int main()
{Date d(2023, 2, 11);d.SetTimeOfDate(10, 0, 0);d.Show();return 0;
}

1.友元關(guān)系是單向的，不具有交換性。
比如上述Time類和Date類，在Time類中聲明Date類為其友元類，那么可以在Date類中直接
訪問Time類的私有成員變量，但想在Time類中訪問Date類中私有的成員變量則不行。

2.友元關(guān)系不能傳遞
如果C是B的友元， B是A的友元，則不能說明C時(shí)A的友元。
3.友元關(guān)系不能繼承，在繼承位置再給大家詳細(xì)介紹。

?四.內(nèi)部類

概念：如果一個(gè)類定義在另一個(gè)類的內(nèi)部，這個(gè)內(nèi)部類就叫做內(nèi)部類。內(nèi)部類是一個(gè)獨(dú)立的類，
它不屬于外部類，更不能通過外部類的對(duì)象去訪問內(nèi)部類的成員。外部類對(duì)內(nèi)部類沒有任何優(yōu)越
的訪問權(quán)限。

注意：內(nèi)部類就是外部類的友元類，參見友元類的定義，內(nèi)部類可以通過外部類的對(duì)象參數(shù)來訪
問外部類中的所有成員。但是外部類不是內(nèi)部類的友元。

class A
{
private:static int k;int h;
public:class B // B天生就是A的友元{public:void foo(const A& a){cout << k << endl;//OKcout << a.h << endl;//OK}};
};
int A::k = 1;
int main()
{A::B b;b.foo(A());return 0;
}

說明：這里的a類中的h為啥是0，因?yàn)槲覀儾]有對(duì)A類型進(jìn)行實(shí)例化，所以此時(shí)的類a中的h也就相當(dāng)于是一個(gè)全局變量。全局變量在沒有初始化的時(shí)候，默認(rèn)是0.

?特性：

• 內(nèi)部類可以定義在外部類的public、protected、private都是可以的。
• 注意內(nèi)部類可以直接訪問外部類中的static成員，不需要外部類的對(duì)象/類名。
• sizeof(外部類)=外部類，和內(nèi)部類沒有任何關(guān)系。

五.匿名對(duì)象

匿名對(duì)象的特點(diǎn)是，不用取對(duì)象的名字，但是他的生命周期只有這一行。

我們可以看到下一行他就會(huì)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。

匿名對(duì)象在這樣場景下就很好用，當(dāng)然還有一些其他使用場景，這個(gè)我們以后遇到了再說

class Solution {
public:int Sum_Solution(int n) {//...return n;}
};
int main()
{cout << Solution().Sum_Solution(10) << endl;return 0;
}

我們無需顯示創(chuàng)建對(duì)象，就可以鏈?zhǔn)皆L問類的成員。

?六.拷貝對(duì)象時(shí)的一些編譯器優(yōu)化

?下面我們針對(duì)在拷貝的時(shí)候編譯器的優(yōu)化情況，我們這里的編譯器優(yōu)化主要是VS2022。

在傳參和傳返回值的過程中，一般編譯器會(huì)做一些優(yōu)化，減少對(duì)象的拷貝，這個(gè)在一些場景下還
是非常有用的。

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()
{// 傳值傳參,先構(gòu)造，再拷貝構(gòu)造。A aa1;f1(aa1);cout << endl;// 傳值返回，先構(gòu)造，再拷貝構(gòu)造。f2();cout << endl;// 隱式類型，未優(yōu)化：先構(gòu)造，再拷貝構(gòu)造 -> 優(yōu)化為直接構(gòu)造。f1(1);// 一個(gè)表達(dá)式中，先構(gòu)造，再拷貝構(gòu)造 -> 優(yōu)化為一個(gè)構(gòu)造。f1(A(2));cout << endl;// 一個(gè)表達(dá)式中，先構(gòu)造，再拷貝構(gòu)造，再拷貝構(gòu)造 ->優(yōu)化為 構(gòu)造+拷貝構(gòu)造。A aa2 = f2();cout << endl;// 一個(gè)表達(dá)式中，先構(gòu)造，再拷貝構(gòu)造，再賦值重載 ->無法優(yōu)化。aa1 = f2();cout << endl;return 0;
}

七.再次理解類和對(duì)象

現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)體計(jì)算機(jī)并不認(rèn)識(shí)，計(jì)算機(jī)只認(rèn)識(shí)二進(jìn)制格式的數(shù)據(jù)。如果想要讓計(jì)算機(jī)認(rèn)識(shí)現(xiàn)
實(shí)生活中的實(shí)體，用戶必須通過某種面向?qū)ο蟮恼Z言，對(duì)實(shí)體進(jìn)行描述，然后通過編寫程序，創(chuàng)
建對(duì)象后計(jì)算機(jī)才可以認(rèn)識(shí)。比如想要讓計(jì)算機(jī)認(rèn)識(shí)洗衣機(jī)，就需要：
1. 用戶先要對(duì)現(xiàn)實(shí)中洗衣機(jī)實(shí)體進(jìn)行抽象---即在人為思想層面對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行認(rèn)識(shí)，洗衣機(jī)有什
么屬性，有那些功能，即對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行抽象認(rèn)知的一個(gè)過程。
2. 經(jīng)過1之后，在人的頭腦中已經(jīng)對(duì)洗衣機(jī)有了一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)，只不過此時(shí)計(jì)算機(jī)還不清
楚，想要讓計(jì)算機(jī)識(shí)別人想象中的洗衣機(jī)，就需要人通過某種面相對(duì)象的語言(比如：C++、
Java、Python等)將洗衣機(jī)用類來進(jìn)行描述，并輸入到計(jì)算機(jī)中。
3. 經(jīng)過2之后，在計(jì)算機(jī)中就有了一個(gè)洗衣機(jī)類，但是洗衣機(jī)類只是站在計(jì)算機(jī)的角度對(duì)洗衣
機(jī)對(duì)象進(jìn)行描述的，通過洗衣機(jī)類，可以實(shí)例化出一個(gè)個(gè)具體的洗衣機(jī)對(duì)象，此時(shí)計(jì)算機(jī)才
能洗衣機(jī)是什么東西。
4. 用戶就可以借助計(jì)算機(jī)中洗衣機(jī)對(duì)象，來模擬現(xiàn)實(shí)中的洗衣機(jī)實(shí)體了。
在類和對(duì)象階段，大家一定要體會(huì)到，類是對(duì)某一類實(shí)體(對(duì)象)來進(jìn)行描述的，描述該對(duì)象具有那
些屬性，那些方法，描述完成后就形成了一種新的自定義類型，才用該自定義類型就可以實(shí)例化
具體的對(duì)象。

?