【C++】初始化列表、匿名对象、static成员、友元、内部类

2024-06-23 18:28
文章标签 c++ static 友元 初始化 匿名 列表 成员 对象 内部

本文主要是介绍【C++】初始化列表、匿名对象、static成员、友元、内部类，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

  • 一、初始化列表
    • 构造函数体赋值
    • 初始化列表
    • explicit关键字
  • 二、匿名对象
  • 三、static成员
  • 四、友元
    • 友元函数
    • 友元类
  • 五、内部类
  • 六、练习题

一、初始化列表

构造函数体赋值

实际上，构造函数的函数体内，并不是对 对象 初始化的地方，而是对成员变量进行赋值。因为初始化只能初始化一次，而构造函数体内可以多次赋值。

class Date
{
public:Date(int year, int month, int day){_year = year;_year++;//二次赋值_month = month;_day = day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};

真正进行初始化的地方是初始化列表（在创建类变量时，初始化列表将成员变量直接初始化为括号内的表达式值）

初始化列表

初始化列表：以一个冒号开始，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。

class Date
{
public:Date(int year, int month, int day): _year(year)	//冒号, _month(month) //逗号, _day(day)		//逗号{}//也可以写成一行Date(int year,int month,int day):_year(year),_month(month),_day(day) {}private:int _year;int _month;int _day;
};

{}内仍可以进行其他操作，比如栈的初始化列表

Stack(int capacity = 4): _a((int*)malloc(sizeof(int) * capacity)), _top(0), _capacity(capacity)
{//进行其他操作if (nullptr == _a){perror("malloc");return;}
}

初始化列表规则：

  • 1.每个成员变量在初始化列表中只能出现一次。（因为初始化只能初始化一次）

  • 2.类中包含有：引用成员变量、const成员变量、自定义类型成员（且该类没有默认构造函数时），必须放在初始化列表进行初始化，不能在函数体内通过语句赋值。
    在这里插入图片描述
    对于自定义类型将会调用它的默认构造函数，没有找到默认构造就会报错；这种情况只能在初始化列表初始化。
    而引用变量和const变量必须在定义时初始化，放在函数体内部就不是初始化而是赋值；所以对于类的引用成员变量和const成员变量必须在初始化列表进行初始化。

  • 3.初始化列表的初始化顺序的要与类中的声明顺序一致，与在初始化列表的顺序无关。
    在这里插入图片描述
    类中先声明的_a1，再声明_a2，所以在初始化列表进行初始化时，会先初始化_a1，赋给它_a2的值，但此刻_a2没有初始化，所以为随机值。

虽然构造函数和初始化列表都能完成初始化的工作，但是建议尽量使用初始化列表。因为不管是否使用初始化列表，对于自定义类型成员变量， 一定会先使用初始化列表初始化。并且初始化列表可以提高程序的效率和可读性，因为它可以避免在构造函数体中进行初始化，从而减少了构造函数的执行时间。

explicit关键字

隐式类型转换

首先，在C语言中我们学过，对于内置基本类型如int，char，double等不同类型之间赋值是会发生隐式类型转换的。

int x = 1;
double y = x;
const double& z = x;

int类型的x赋值给double类型的y的过程中，会产生一个临时变量，并且这个临时变量是具有常性的；也就是说，x会先生成一个const double类型的常量，再将这个常量赋值给y。此时y只是x的值的拷贝，y的改变不会影响x。

但是引用是变量的别名，二者共用一块空间。产生的临时变量具有常性，所以必须要用常引用来接收临时变量。

在这里插入图片描述
引用变量类型和实体类型不同，要使用常引用接收。

同样，构造函数也会发生隐式类型转换，但编译器会进行优化。

class A
{
public:A(int x = 0)//构造: _x(x){cout << "A(int x = 0)" << endl;}A(const A& a)//拷贝构造: _x(a._x){cout << "A(const A& a)" << endl;}
private:int _x;int _y;
};
int main()
{A a1(10);//构造a1 = 20;//构造+拷贝构造-->优化为构造return 0; 
}

入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/f2d49ae3ab57435e8935bc416ce59930.png)

用explicit关键字修饰构造函数，会禁止隐式类型转换。

在这里插入图片描述

二、匿名对象

在C++中，匿名对象是指在没有被命名的情况下创建的临时对象。 它们通常用于在单个语句中执行一系列操作或调用某个函数，并且不需要将其结果存储到变量中。

class A
{
public:A(int a = 0): _a(a){cout << "A(int a):" << _a << endl;}~A(){cout << "~A():" << _a << endl;}void Print(){cout << _a << endl;}
private:int _a;
};

在这里插入图片描述

  • 匿名对象生命周期在当前行
  • const引用可以延长匿名对象的生命周期，使其生命周期在当前函数局部域
  • 常规调用成员函数就是先实例化一个类对象，再通过对象去调用成员函数；而匿名对象不用实例化可以直接调用成员函数，虽然方便但是只能调用一次。
  • 对于内置类型的匿名对象，其结果默认是0。

在这里插入图片描述

三、static成员

类的静态成员分为两类：

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

static成员特性

  • 1.静态成员变量必须在类外定义并初始化，定义时不加static关键字，要加域作用限定符::，表明是哪个类域的静态成员变量。
    在这里插入图片描述
  • 2.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。
    在这里插入图片描述
    总结：静态（没有this指针）不能调用非静态（需要this指针），但是非静态可以调用静态
  • 3.静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的实例。
  • 也就是说静态成员变量不计入类对象所占用的大小空间，因为不属于某一个具体的类对象。
  • 调用静态成员的方式有：类名::静态成员、对象.静态成员、通过匿名对象。

对于公有的静态成员变量，访问方式如下：

class A
{
public:static int GetACount(){return _count;}
//private://公有static int _count;
};
int A::_count = 0;
int main()
{A a;cout << A::_count << endl;//指定类域和访问限定符cout << a._count << endl;//通过对象cout << A()._count << endl;//匿名对象return 0;
}

对于私有的静态成员变量，我们只能间接通过静态成员函数来访问：

class A
{
public:static int GetACount(){return _count;}
private:static int _count;
};
int A::_count = 0;
int main()
{A a;cout << A::GetACount() << endl;cout << a.GetACount() << endl;cout << A().GetACount() << endl;return 0;
}

4.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

注意：

1.静态成员函数不可以调用非静态成员函数（因为静态成员函数没有this指针）
2.非静态成员函数可以调用类的静态成员函数
3.静态成员变量一定要在类外进行初始化

四、友元

私有成员想让外部类或函数访问，就需要用到友元。

通俗地讲，友元的作用就是邀请朋友（其他类或类外的函数）来自己家中做客（访问自己类的中private私有成员和protect保护成员）

友元关键字friend

友元分为：友元函数和友元类

友元函数

友元函数只是在类内声明，在类外定义，并不是类的成员函数。友元函数可以在类内任意地方声明，不受访问限定符限制。

1.全局函数做友元

在这里插入图片描述

一个全局函数声明为多个类的友元函数，需要向前引用声明，否则会报错。

class B;//一定要向前引用声明class A
{
public:A(int a = 0) : _a(a) {}friend void Print(A& aa, B& bb);//声明为A类的友元函数
private:int _a;
};class B
{
public:B(int b = 0) : _b(b) {}friend void Print(A& aa, B& bb);//声明为B类的友元函数
private:int _b;
};void Print(A& aa, B& bb)
{cout << aa._a << endl;cout << bb._b << endl;
}int main()
{A a(10);B b(20);Print(a , b);return 0;
}

因为A类中使用了B类，所以要在A前面先声明B。

2.成员函数做友元

友元函数是其他类的成员函数，也需要向前引用声明
注意：声明在前，定义在后。并且成员函数声明要放在友元函数声明的前面

class A;//向前引用声明class B
{
public:B(int b = 0) : _b(b) {}void Print(A& aa);//成员函数声明
private:int _b;
};class A
{
public:A(int a = 0) : _a(a) {}friend void B::Print(A& aa);//声明为A类的友元函数
private:int _a;
};void B::Print(A& aa)//定义
{cout << aa._a << endl;
}int main()
{A a(10);B b(20);b.Print(a);return 0;
}

注意：

友元函数不能用const修饰
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

有两个特殊的操作符流插入<<和流提取>> 分别搭配cout 和 cin使用。对于内置类型，可以直接使用这两个操作符，并且可以自动识别类型。但是对于自定义类型，我们需要自己写这两个的运算符重载。但是这两个是无法重载为类的成员函数的，重载为全局函数又无法访问私有成员，那么就需要用到友元；具体的实现方法放到运算符重载篇一起总结。

友元类

一个类如果是另一个类的友元类，那么这个类的所有成员函数都可以访问另一个类的非公有成员。

class A
{friend class B;//B声明为A的友元
public:A(int a = 0) : _a(a) {}
private:int _a;
};class B
{
public:B(int b = 0) : _b(b) {}//直接访问A类的私有成员void Func(int x){_a1._a = x;}
private:A _a1;int _b;
};

友元类的特性：

1.友元关系是单向的，不具有交换性。
例如：B是A的友元类，在B类中可以直接访问A的非公有成员，但在A类中不能访问B的非公有成员。 >
2.友元关系不能传递
例如：B是A的友元，C是B的友元，不能说明C是A的友元。

五、内部类

如果一个类定义在另一个类的内部，这个类就叫做内部类。

注意： 内部类是一个独立的类，并不属于外部类，不能通过外部类去访问内部类的成员。但内部类是外部类的友元。

内部类的特性：

1.内部类可以定义在外部类的任何地方，但是受访问限定符的限制。
内部类如果定义在public，可以通过外部类名::内部类名来定义对象；如果定义在private则不可定义内部类的对象。
2.内部类可以不通过外部类的对象或类名，去直接访问外部类的static成员；但不能直接访问外部类的成员函数。
3.内部类不占外部类的大小空间。也就是说，外部类的大小与内部类无关。

class A
{
public:A(int a = 0) : _a(a) {}static int GetACount(){return _count;}
private:int _a;static int _count;public:class B//内部类B是外部类A的友元{public:B(int b = 0) : _b(b) {}//直接访问A类的私有成员int Print(const A& a){cout << a._a << endl;_count++;//访问外部类的static成员变量return GetACount();//访问外部类的static成员函数}private:int _b;};
};int A::_count = 0;
int main()
{A aa(10);A::B bb(20);//通过外部类A来创建内部类B的对象bb.Print(aa);return 0;
}

4.内部类可以在外部类中声明，然后在外面定义。

class A
{
private:int _a;
public: class B;//内部类声明
};class A::B//内部类定义
{
public:B(int b = 0) : _b(b) {}
private:int _b;
};

六、练习题

描述

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（A?B:C）。
数据范围： 0<n≤2000<n≤200
进阶： 空间复杂度 O(1)O(1) ，时间复杂度 O(n)O(n)

题目地址

示例1：

输入：5
返回值：15

示例2：

输入：1
返回值：1

题目的意思就是不让我们用常规的简单做法。非常规的话，最简单省事的方法就是用与运算和递归，与本节内容无关，就不多说了。这里介绍一种方法，需要用到类的性质。

思路：

  • 结合前面学习的内容，我们知道，类实例化对象时会自动调用构造函数，那么实例化n个对象就会调用n次构造函数。利用这一特性，我们可在在构造函数中进行累加和，然后实例化一个n个大小的数组即可。
  • 要保证每次调用构造函数时变量的值能继承上一次的结果，我们可以用静态成员变量来存储。
  • 而这道题是核心代码模式，结果是由系统给的类的成员函数来返回，只能在成员函数中实例化对象，那么我们就可以用内部类。
class Solution
{class Sum//内部类{public:Sum()//构造{//内部类可以直接访问外部类的static成员_i++;_ret += _i; }};
public:int Sum_Solution(int n){Sum a[n];//实例化n个Sum类对象，调用n次构造return _ret;}
private:static int _i;static int _ret;
};int Solution::_i = 0;
int Solution::_ret = 0;

至此，类与对象的内容总结完毕。我们要理解：类是对某一类实体（对象）来进行描述的，描述该对象具有哪些属性（成员变量），哪些方法（成员函数），描述完成后就形成了一种新的自定义类型，用该自定义类型就可以实例化具体的对象。

这篇关于【C++】初始化列表、匿名对象、static成员、友元、内部类的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1087933。

相关文章

C++的模板(八)：子系统

C++的模板(八)：子系统

平常所见的大部分模板代码，模板所传的参数类型，到了模板里面，或实例化为对象，或嵌入模板内部结构中，或在模板内又派生了子类。不管怎样，最终他们在模板内，直接或间接，都实例化成对象了。 但这不是唯一的用法。试想一下。如果在模板内限制调用参数类型的构造函数会发生什么?参数类的对象在模板内无法构造。他们只能从模板的成员函数传入。模板不保存这些对象或者只保存他们的指针。因为构造函数被分离，这些指针在模板外
阅读更多...
C++工程编译链接错误汇总VisualStudio

C++工程编译链接错误汇总VisualStudio

目录 一些小的知识点 make工具 可以使用windows下的事件查看器崩溃的地方 dumpbin工具查看dll是32位还是64位的 _MSC_VER .cc 和.cpp 【VC++目录中的包含目录】 vs 【C/C++常规中的附加包含目录】——头文件所在目录如何怎么添加，添加了以后搜索头文件就会到这些个路径下搜索了 include<> 和 include"" WinMain 和
阅读更多...
C/C++的编译和链接过程

C/C++的编译和链接过程

目录 从源文件生成可执行文件（书中第2章） 1.Preprocessing预处理——预处理器cpp 2.Compilation编译——编译器cll ps：vs中优化选项设置 3.Assembly汇编——汇编器as ps：vs中汇编输出文件设置 4.Linking链接——链接器ld 符号 模块，库 链接过程——链接器 链接过程 1.简单链接的例子 2.链接过程 3.地址和
阅读更多...
C++必修：模版的入门到实践

C++必修：模版的入门到实践

✨✨ 欢迎大家来到贝蒂大讲堂✨✨ 🎈🎈养成好习惯，先赞后看哦~🎈🎈 所属专栏：C++学习 贝蒂的主页：Betty’s blog 1. 泛型编程 首先让我们来思考一个问题，如何实现一个交换函数？ void swap(int& x, int& y){int tmp = x;x = y;y = tmp;} 相信大家很快就能写出上面这段代码，但是如果要求这个交换函数支持字符型
阅读更多...
C++入门01

C++入门01

1、.h和.cpp 源文件 (.cpp)源文件是C++程序的实际实现代码文件，其中包含了具体的函数和类的定义、实现以及其他相关的代码。主要特点如下：实现代码: 源文件中包含了函数、类的具体实现代码，用于实现程序的功能。编译单元: 源文件通常是一个编译单元，即单独编译的基本单位。每个源文件都会经过编译器的处理，生成对应的目标文件。包含头文件: 源文件可以通过#include指令引入头文件，以使
阅读更多...
一道经典Python程序样例带你飞速掌握Python的字典和列表

一道经典Python程序样例带你飞速掌握Python的字典和列表

Python中的列表（list）和字典（dict）是两种常用的数据结构，它们在数据组织和存储方面有很大的不同。 列表（List） 列表是Python中的一种有序集合，可以随时添加和删除其中的元素。列表中的元素可以是任何数据类型，包括数字、字符串、其他列表等。列表使用方括号[]表示，元素之间用逗号,分隔。 定义和使用 # 定义一个列表 fruits = ['apple', 'banana
阅读更多...
C++面试八股文：std::deque用过吗？

C++面试八股文：std::deque用过吗？

100编程书屋_孔夫子旧书网 某日二师兄参加XXX科技公司的C++工程师开发岗位第26面： 面试官：deque用过吗？ 二师兄：说实话，很少用，基本没用过。 面试官：为什么？ 二师兄：因为使用它的场景很少，大部分需要性能、且需要自动扩容的时候使用vector，需要随机插入和删除的时候可以使用list。 面试官：那你知道STL中的stack是如何实现的吗？ 二师兄：默认情况下，stack使
阅读更多...
API-环境对象

API-环境对象

学习目标： 掌握环境对象 学习内容： 环境对象作用 环境对象： 指的是函数内部特殊的变量this,它代表着当前函数运行时所处的环境。 作用： 弄清楚this的指向，可以让我们代码更简洁。 函数的调用方式不同，this指代的对象也不同。【谁调用，this就是谁】是判断this指向的粗略规则。直接调用函数，其实相当于是window.函数，所以this指代window。
阅读更多...
剑指offer（C++）--孩子们的游戏(圆圈中最后剩下的数)

剑指offer（C++）--孩子们的游戏(圆圈中最后剩下的数)

题目 每年六一儿童节,牛客都会准备一些小礼物去看望孤儿院的小朋友,今年亦是如此。HF作为牛客的资深元老,自然也准备了一些小游戏。其中,有个游戏是这样的:首先,让小朋友们围成一个大圈。然后,他随机指定一个数m,让编号为0的小朋友开始报数。每次喊到m-1的那个小朋友要出列唱首歌,然后可以在礼品箱中任意的挑选礼物,并且不再回到圈中,从他的下一个小朋友开始,继续0...m-1报数....这样下去
阅读更多...
剑指offer（C++）--扑克牌顺子

剑指offer（C++）--扑克牌顺子

题目 LL今天心情特别好,因为他去买了一副扑克牌,发现里面居然有2个大王,2个小王(一副牌原本是54张^_^)...他随机从中抽出了5张牌,想测测自己的手气,看看能不能抽到顺子,如果抽到的话,他决定去买体育彩票,嘿嘿！！“红心A,黑桃3,小王,大王,方片5”,“Oh My God!”不是顺子.....LL不高兴了,他想了想,决定大\小 王可以看成任何数字,并且A看作1,J为11,Q为1
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2