前言 :新关键字explicit 的引入
临时变量具有常属性( 不可修改,要加const )。
内置类型 整形和浮点形(意义非常相近,表示数字大小) 隐式互相转换
int和指针 只能显式转【强制类型转换】
内置类型 —隐式转换—> 自定义类型 :【 类型转换都是通过 临时变量 做中间值,由 构造函数来支持 】
能支持这个转换,就看 类里面有没有 相对应类型 的单参数/ 支持传一个参数/多参数带缺省(也可以)的半缺省( 这些都看实际具体的情况是否有同对应类型的参数条件 )构造函数支持转换。
若不想让隐式类型转换发生,C++引入入新关键字explicit。
一、explicit关键字
不想让隐式类型转换发生,构造函数加explicit【 但若要显式转换(强制类型)也防不住的 】
【 虽然大部分在传值时都有隐式类型转换,可以大大方便我们很多,但有些地方并不想让其自动调用隐式类型转换(如后面会学到的 智能指针) 】
- 多参数:
- d2
,
逗号表达式:有返回值的,且返回值取的是最后那一个 。 - d3 多参数带缺省
- d4
{ }
隐式类型转换 【支持多参数】
【(调试)走了构造函数,中间也生成了临时变量 。】
C++98不支持,C++11支持
构造函数 不仅可以 构造与初始化对象,对于单个参数或者除第一个参数无默认值,其余均有默认值的构造函数,还具有 类型转换 的作用。
- 单参构造函数,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去掉之后,代码可以通过编译 - 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
class Date { public: // 1. 单参构造函数,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去掉之后,代码可以通过编译 explicit Date(int year) :_year(year) {} /* // 2. 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 }
二、static成员
(一)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
【 面试题 】实现一个类,计算程序中创建出了多少个类对象。
class A { public: A() { ++_scount; } A(const A& t) { ++_scount; } ~A() { --_scount; } static int GetACount() { return _scount; } private: //声明 static int _scount; }; 【 声明和定义必须分离 】 //定义 _ 在类外面定义,可以认为它是一个全局变量,只不过是放到类里面去了,归类私有 int A::_scount = 0; //初始化在main函数之前 void TestA() { cout << A::GetACount() << endl; A a1, a2; A a3(a1); cout << A::GetACount() << endl; }
★【 声明和定义必须分离 】
定义 —— 在类外面定义,可以认为它是一个全局变量,只不过是放到类里面去了,归类私有
(二)特性
- 静态成员为【 属于整个类 】所有类对象所共享,不属于某个具体的对象,存放在静态区
- 静态成员变量
aa.count => 去类里面找count
- 静态成员变量必须在类外定义,定义时不添加static关键字,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
- 静态成员函数没有隐藏的this指针【没有对象调用( 直接去类里去找【指定类域就行了】,所以不需要this指针 )】,不能访问任何非静态成员
- 静态成员 也是类的成员,受 public、protected、private 访问限定符的限制
提供 Get(),只读不写【 能读 但修改不了 】
要是没有创建对象 A aa,还怎么调用类里面的Get()?
- 为了调用创建一个 有名对象
类 对象名
,再通过这个对象,进入到类中访问GetCount()
A aa; aa.GetCount () -1 ;
三、匿名对象
- 匿名对象
类()
,匿名对象,生命周期只在这一行 。
A aa 有名对象 ;A() 匿名对象 。
【有名对象要写两行,A() 匿名对象一行就可以,且生命周期就在这一行 】
- 总结:
静态成员变量和静态成员函数,本质就是受限制的全局变量和全局函数。
专属这个类,受类域和访问限定符的限制【封装】
size=4( 只算入了int _a=0; 的大小,而没有算入 static int count 的大小 )
【 static修饰的(还是全局的,本质就只是专属于类域里面了) 不存在对象里 ,所以是4个字节 】
和静态一样
static 就是一个全局类
编译器在编译时,检查语法
- 只会向上找【提高编译的速度】
- 只会在全局去找
普通成员函数:1. 要在类里面找到其出处 2. 隐藏的this指针
【问题】
**1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗?
- 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗?**
四、友元
前言:友元的引入
友元提供了一种 突破封装 的方式,有时提供了便利。【 虽然封装很好用,但有些地方就需要突破一下封装 】但是友元会增加耦合度,破坏了封装,所以友元不宜多用。
(一)友元的概念
友元是一种 在类外面 去突破封装 访问私有保护
友元分为:友元函数 和 友元类
(二)友元函数
前言:友元函数引入
友元函数:全局函数想访问私有的变量 【只能解决全局函数的问题,无法解决全局变量想访问私有的变量的问题 => 还是得用static】
问题:现在尝试去重载operator<<,然后发现没办法将operator<<重载成成员函数。因为cout的输出流对象和隐含的this指针在抢占第一个参数的位置。this指针默认是第一个参数也就是左操作数了。
但是实际使用中cout需要是第一个形参对象,才能正常使用。所以要将operator<<重载成全局函数。但又会导致类外没办法访问私有成员,此时就需要友元来解决。operator>>同理。
class Date { public: Date(int year, int month, int day) : _year(year) , _month(month) , _day(day) {} ★ // 在类中,成员函数第一个参数一定是 隐藏的this,所以 d1必须放在<<的左侧 ★ // 实际 d1.operator<<(&d1, cout) -> d1 << cout;【控制台反了, 不符合可读性】 //在类中以成员函数来实现 ostream& operator<<(ostream& _cout) { _cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; return _cout; } private: int _year; int _month; int _day; };
(1)友元函数的语法
- 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。
重点说明:
- 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
【 友元函数在类里面定义(可访问类的私有和保护成员),但它不是成员函数【成员函数一个特征 有隐藏的this指针 】 】 - 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
class Date { //需要在类的内部声明 //声明时需要加friend关键字。 //可以在类定义的任何地方声明,不受类访问限定符限制 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; }; //定义在类外部 //的普通函数,不属于任何类 //放类外不是类成员函数,就没有隐藏的this指针了,就不用第一个参数放d了 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; }
(三)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; };
(四)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:内部类天生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。
【内部域与外部域 的对比】
五、拷贝对象时的一些编译器优化
在传参和传返回值的过程中,一般编译器会做一些优化,减少对象的拷贝,这个在一些场景下还是非常有用的。
- 情况一:拷贝构造 + 拷贝构造 ——> 拷贝构造
本来是有两次拷贝构造的,
编译器优化成只调用一次拷贝构造
- 情况二
A(2)匿名函数 直接构造 + 拷贝构造 ——> 构造 - 情况三 拷贝构造+拷贝构造 —> 直接优化成一次拷贝构造
连续的拷贝构造,会被编译器直接优化成一次拷贝构造
- 连续的表达式中, 拷贝构造和赋值构造,编译器不会进行优化
练习题
- .求1+2+3+…+n,要求不能使用乘除法、for、while、if、else、switch、case等关键字及条件判断语句 OJ链接
题目分析:
不能使用乘除法( no 等差数列公式 )、for、while( no 循环 )、if、else、switch、case等关键字及条件判断语句(A?B:C)。no 位运算。no 递归。
思路步骤:
(1) (OJ题里能)开辟变长数组,每开辟一块 arr [ i ] 调用一次类构造函数进行初始化 [ _ret += _i ; ++ _i ; ] 要累积,所以要 static 修饰变量,【类里声明,类外定义(虽是类外,但也是通过域限定符访问其中)】。
(2)由于private权限,并不能直接访问 _ret 要通过 GetRet()
(3)
对象 .
取成员
类::
(类域)