C++:初始化列表,static成员,友元,内部类

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  • 前言
  • 一、初始化列表
  • 二、static成员
  • 三、友元
  • 四、内部类
  • 总结


前言

本篇博客作为C++:初始化列表,static成员,友元,内部类的知识总结。


一、初始化列表

初始化列表:以冒号开始,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。
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  • 初始化列表是每个成员变量定义的地方
  • 每个成员变量在初始化列表中只能出现一次,也就是每个对象的成员变量只能定义一次

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  • 引用成员变量const成员变量自定义类型成员(没有默认构造函数的)必须在初始化列表位置进行初始化
class B
{
public:B(int b):_b(b){}private:int _b;
};class A
{
public:A(int a, int& i):_a(a) // const成员变量,_reti(i)// 引用类型成员变量,_b(1)//  自定义类型成员{}private:const int _a;int& _reti;B _b;
};

对于const成员变量,引用成员变量必须在定义时初始化赋值,自定义类型成员在定义时会调用对应的默认构造函数,如果没有默认构造函数就需要在定义时显示调用对应的构造函数,而初始化列表就是对象的成员变量定义的地方。


  • 构造函数赋初值和初始化列表初始化混用

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  • 尽量使用初始化列表,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,一定会优先使用初始化列表进行初始化

  • 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

下面程序的结果是?

class A
{
public:A(int a):_a1(a),_a2(_a1){}void Print(){cout << "_a1 = " << _a1 << endl;cout << "_a2 = " << _a2 << endl;}private:int _a2;int _a1;
};int main()
{A a(1);a.Print();return 0;
}

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这就是因为,成员变量初始化的顺序与成员声明的顺序有关,我们先声明了成员变量a2,在声明成员变量a1。那么在初始化成员列表中我们先执行_a2(_a1),此时_a1是随机值,所以打印结果中_a1是1,_a2是随机值。


注意:C++11支持给成员变量声明缺省值,这个缺省值是给初始化列表使用。

二、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,称为静态成员变量;用static修饰的成员函数,称为静态成员函数,静态成员变量一定要在类外进行初始化。

问题:实现一个类,计算程序中正在使用的类对象个数

class A
{
public:A(){_count++;}A(const A& a){_count++;}~A(){_count--;}int get_count(){return _count;}
private:static int _count;
};int A::_count = 0;

这里我们就需要使用static成员变量,在每次调用构造函数和拷贝构造函数时_count++,每次调用析构函数时_count–。


  • 静态成员为所有类对象共享,不属于某个具体的对象,存放在静态区

下面类A的大小是多少?

class A
{
private:static int i;
};int main()
{cout << sizeof(A) << endl;return 0;
}

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A类的大小为1,也就是空类。

  • 静态成员变量必须在类外定义,定义时不添加static关键词,类中只是声明
  • 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

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  • 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

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  • 静态成员也是类成员,受public,protected,private访问限定符的限制

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如果想访问静态成员 i,可以实现Geti()等函数来访问
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三、友元

友元分为友元函数和友元类

友元函数
例如我们要对日期类重载<<操作符时,会发现无法将operator<<重载为成员函数,因为隐含的this指针占据了operator<<函数的第一个参数位置。这样重载的<<操作符就无法正常使用。
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当然我们可以 d << cout这样使用,但是不是有点怪?
这是我们就需要将operator<<重载成全局函数,但成为全局函数时就无法访问对象的成员变量,此时就需要友元类解决(使用GetYear / GetMonth / GetDay函数也可以解决)。

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,但属于在类的内部声明,声明时需要加friend关键字

class Date
{friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);public:Date(int year = 0, int month = 0, int day = 0):_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;
}
int main()
{Date d(2023, 9, 16);cout << d;return 0;
}

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  • 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
  • 友元函数的调用原理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,不具备交换性
    如下:B是A的友元类,B类可以访问A类的成员变量,A类不能访问B类的成员变量
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  • 友元关系不能传递

  • 友元关系不能继承

四、内部类

内部类:如果一个类定义在另一个类的内部,这个类就叫左内部类。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。

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如图:B是A的内部类

注意:内部类是外部类的友元类。内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类中的所以成员,但外部类不是内部类的友元

  • 内部类可以定义在外部类的public,protected,private中
  • 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. 和 类名::
class A
{
public:class B{public:void func(const A& a){cout << i << endl;cout << a._a << endl;}};A():_a(0){}
private:static int i;int _a;
};int A::i = 0;int main()
{A::B b;b.func(A());return 0;
}

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  • sizeof(外部类) = 外部类,和内部类没有任何关系
class A
{
public:class B{private:int _b;};A():_a(0){}
private:static int i;int _a;
};

上述类的大小是?
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总结

以上就是我对于初始化列表,static成员,友元,内部类,匿名对象的知识总结。感谢支持!!!
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