类和对象（下）C++

1. 再谈构造函数

构造函数调用之后，对象中已经有了一个初始值，但是不能将其称作为类对象成员的初始化，构造 函数体中的语句只能将其称作为赋初值，而不能称作初始化。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:
    //这样的构造函数中是赋初始值，不是初始化
    //Date(int year,int month,int day)
    //{
    //    _year = year;
    //    _month = month;
    //    _day = day;
    //}

    Date(int year, int month, int day)
        :_year(year)    //初始化列表  用：后面个参数赋值用，隔开，最后一个参数后不加分隔符
        , _month(month)
        , _day(day)
         {}
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    Date d1(2016, 6, 6);
    return 0;
}

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

2. 类中包含以下成员，必须放在初始化列表位置进行初始化：

引用成员变量

const成员变量

类类型成员(该类没有默认构造函数

3. 尽量使用初始化列表初始化，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，一定会先使 用初始化列表初始化。

4. 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。

explicit关键字 ：
构造函数不仅可以构造与初始化对象，对于单个参数的构造函数，还具有类型转换的作用，用explicit修饰构造函数，将会禁止单参构造函数的隐式转换。

class Date
{
public:
    Date(int year)
        :_year(year)
    {}
    explicit Date(int year)
        :_year(year)
    {}
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    Date d1(2016);
    //用一个整形变量给日期类对象赋值时,编译器会用2017构造一个无名对象
    //然后用无名对象给赋值,用explicit修饰单参的构造函数，禁止单参构造函数的类型转换作用
    d1 = 2017;
    return 0;
}

2.C++11 的成员初始化新玩法

C++11支持非静态成员变量在声明时进行初始化赋值，但是要注意这里不是初始化，这里是给声明的成员变 量缺省值。

class Date
{
public:
    Date(int year,int month,int day)
        :_year(year)
    {}
    Date()
    {}
private:
    int _year=2010;
    int _month=5;
    int _day=3;
};

void test()
{
    Date d1;
}

3. 友元

友元分为：友元函数和友元类
友元提供了一种突破封装的方式，有时提供了便利。但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以友元不宜多 用。

友元函数
问题：现在我们尝试去重载operator<<，然后发现我们没办法将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。所以我们要将operator<<重载成全局函数。但是这 样的话，又会导致类外没办法访问成员，那么这里就需要友元来解决。operator>>同理：

class Date
{
public:
    Date(int year,int month,int day)
        :_year(year)
        , _month(month)
        , _day(day)
    {}
    //在类中的输入输出操作符重载都会失败
    ostream& operator<<(ostream& _cout) 
    {
        _cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
      return _cout ;
    }

    istream& operator>>(istream& _cin)
        {
            _cin>> _year >> _month >>_day ;
         return cin;
        }
private:
    int _year=2010;
    int _month=5;
    int _day=3;
};


void test()
{
    Date d1(2016,6,6);
    Date d2(2011, 11, 11);
    cin >> d2;
    cout << d1 << endl;;
    cout << d2 << endl;;
}

正确做法：

class Date
{
       //将类外声明定义的输入输出操作符重载函数用friend关键字声明为类的友元函数
    friend ostream& operator<<(ostream& _cout, Date& d);
    friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:
    Date(int year,int month,int day)
        :_year(year)
        , _month(month)
        , _day(day)
    {}
private:
    int _year=2010;
    int _month=5;
    int _day=3;
};

//在类外重载输入输出操作符。参数是输入/输出流对象和类对象的引用
ostream& operator<<(ostream& _cout,Date& d) 
{
    _cout << d._year << "-" << d._month << "-" <<d._day ;
    return _cout;
}

   istream& operator>>(istream& _cin,Date& d)
{
    _cin>> d._year >> d._month >>d._day ;
    return _cin;
}

void test()
{
    Date d1(2016,6,6);
    Date d2(2011, 11, 11);
    cin >> d2;
    cout << d1 << endl;;
    cout << d2 << endl;;
}

说明:
友元函数可访问类的私有成员，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。

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。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; //如果友元类未声明，需要做前置声明
class Time{
    friend class Date; //声明日期类为时间类的友元类，在Date类中可以直接访问Time类的成员变量
public:
    Time(int hour=11, int minute=12, int second=13)
        :_hour(hour)
        , _minute(minute)
        , _second(second)
    {}
    void print()
    {
        cout << _hour << ":" << _minute << ":" << _second << endl;
    }
private:
    int _hour;
    int _minute;
    int _second;
};

class Date{
public:
    Date(int year=2017, int month=7, int day=9)
        :_year(year)
        , _month(month)
        , _day(day)
    {}

    void SetTimeOfDate(int hour, int minute, int second)
    {
        _t._hour = hour;    //因为Date类是Time类的友元类，所以可以在Date中直接访问Time类成员
        _t._minute = minute;
        _t._second = second;
    }
    void print()
    {
        cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日 ";
        _t.print();
    }
private:
    int _year = 2010;
    int _month = 5;
    int _day = 3;
    Time _t;  //Time类对象 _t是Date类的成员变量
};

void test()
{
    Date d1(2018, 8, 8);
    d1.print();
    d1.SetTimeOfDate(13, 14, 15);
    d1.print();
}

4.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。

class A{
public:
    A(){ ++_count;}

    A(const A& a){ ++_count; }

    static int GetCount() //static修饰的成员函数
    {
        return _count;
    }
    static int x;
private:
    static int _count;

};
int A::_count=0; //在类外初始化
int A::x=11;

void test()
{
    cout << A::x << endl;
    cout << A::GetCount() << endl;
    A a1;
    cout << a1.GetCount() << endl;
    static A a2;
    cout << a2.GetCount() << endl;
    A a3(a1);
    cout << a3.GetCount() << endl;
}

特性
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
【问题】
1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？

不能，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吗？

可以，因为非静态成员函数是类对象所共有的。

5. 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。注意此时这个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调用内部类。外部类对内部类没有任何优越的访问权限。
注意：内部类就是外部类的友元类。注意友元类的定义，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。

class A
{
public:
    static int x;
    int y=8;
public:
    class B
    {
    public:
        void Fun(const A& a)
        {
            cout << x<< endl;
            cout << a.y << endl;
        }
    };
};
int A::x=1;

void test()
{

    A::B b;   //public下的内部类可以在外界使用，protected/private下的外界不可直接访问
    b.Fun(A()); //通过内部类访问外部类成员时，传A()给函数
}

特性：
1. 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。

2. 注意内部类可以直接访问外部类中的static、枚举成员，不需要外部类的对象/类名。

3. sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系。

6. 再次理解封：

C++是基于面向对象的程序，面向对象有三大特性即：封装、继承、多态。 C++通过类，将一个对象的属性与行为结合在一起，使其更符合人们对于一件事物的认知，将属于该对象的 所有东西打包在一起；通过访问限定符选择性的将其部分功能开放出来与其他对象进行交互，而对于对象内 部的一些实现细节，外部用户不需要知道，知道了有些情况下也没用，反而增加了使用或者维护的难度，让 整个事情复杂化。