C++中的类和对象——第四篇-EW帮帮网

一、初始化列表

1.1什么是初始化列表，他是用来干什么的

初始化列表可以理解为每个对象中成员定义的地方，它的用处可以顾名思义，也就是对类中的成员进行初始化

1.2初始化列表的使用举例

当我们希望用栈实现队列的时候，我们需要创建这样一个类

class MyQueue
{
    Stack _pushst;
    Stack _popst;
    int _size;
}

我们已知的是如果我们不显式写构造函数，那么内置类型会给一个随机值，而自定义类型会自动调用它的默认构造函数，那么问题来了：

如果没有默认构造函数呢？也就是在Satck类中我们显式写了构造函数，但是它含有无缺省值的参数，那么我们要怎样让MyQueue类正常进行构造呢？

答：我们可以选择显式实现MyQueue的构造函数，在过程中使用初始化列表：

在构造函数参数列表之后写一个用:(冒号)开始并且用,(逗号)结束，格式为成员名加括号的几条语句，例如

MyQueue(int n=20)
:_pushst(n)
,_popst(n)
,_size(0)
{
    //...
}

此时我们给了Stack类进行构造所需参数，自然可以完成MyQueue的构造了。

1.2补：

初始化列表与函数体内赋值可以混用，但习惯上主要用初始化列表

1.3三种必须要使用初始化列表的情况

1.3.1前两种

const变量和引用变量，如：

private:
    const int _a;
    int& _af;

1.3.1补：

①const变量必须在定义时赋值

②引用变量必须在定义时赋值

1.3.2后一种（对应1.2中的例子）

没有默认构造函数的自定义类型成员，如1.2中的Stack

1.4不写初始化列表的时候会发生的情况

初始化列表，不管你是否显式去写，所有的成员变量都会走一遍，内置类型给随机值，自定义类型自动调用其默认构造函数

1.4补：

C++11以后支持定义成员变量的时候给缺省值，其实本质就是把这个值提供给初始化列表，只是缺省值的优先度比较低，如果在初始化列表中显式写了成员变量的值，那么这时候缺省值会被忽略。

1.5为什么说初始化列表是"自由"的

在初始化列表的括号中，我们可以写一个表达式甚至进行函数调用，

例如：

{
    //...
Stack(int cap)
    :_top(2+3*5)
    ,_capacity((int*)malloc(sizeof(int)*cap))
    ,_size(10)
    ,_a({1,2})//第四个是2.3中介绍的多参数隐式类型转换

pravite:
    int _top;
    int* _capacity;
    int _size;
    A _a;
}

1.5补：

既然缺省值是提供给初始化列表的，而初始化列表“自由”，那么缺省值是否也“自由”呢？

是这样的，在给缺省值的时候，可以为函数或者表达式

如：

{
    //...
    Stack()
        {}

    //...
pravite:
    int _top = 2+3*5;
    int* _capacity = (int*)malloc(sizeof(int)*40);
    int _size = 10;
    A _a = {1,2};
}

1.6初始化列表对成员变量初始化的顺序

该顺序为类中变量的声明顺序，尤其是与在初始化列表中的顺序无关

1.6补：

类对象创建出来以后，成员变量在内存中的存储顺序与在类中声明顺序一致。

二、内置类型直接给类类型赋值的原理（隐式类型转换）

2.1单参数构造函数支持内置类型直接赋值

例如有一个int类型参数的构造函数，我们可以

class A
{
public:
    //构造函数
    A(int a = 0)
    :_a(0)
    {
        cout<<"A(int a)"<<endl;
    }
    //拷贝构造函数
    A(const A& aa)
    {
        cout<<"A(const A& aa)"<<endl;
    }
private:
    int _a;
}

int main()
{
    //这是使用构造函数直接进行构造，打印的结果应为一个构造函数
    A aa1(1);

    //此处包含了int类型的3利用构造函数隐式类型转换为类类型中间变量，再利用拷贝构造函数
    //把中间变量拷贝给aa3
    //但是由于编译器的优化，打印结果依旧只有一个构造
    A aa3=3;

    //此处我们用raa接收了3利用构造函数隐式类型转换出来的类类型中间变量，因为中间变量具
    //有常性，所以我们需要用const修饰一些类型才能顺利接收
    const A& raa=3;
    return 0;
}

代码进行了详细解释，但是这里涉及到了一个编译器的优化：

当编译器遇到了连续（所谓连续，就是像A aa3=3这种一个语句涵盖）的构造+拷贝构造，则直接优化为了一个单独的构造。

2.1补：

当前主流编译器大多都会这样优化，但是像VC6.0等等老式编译器可能不做优化，VS2022等很高级的编译器又会优化的更加彻底（不限于连续，跨行进行优化）

毕竟这一部分C++标准没有明确进行规定。

2.2可不可以拒绝进行隐式类型转换？

可以的，有一个关键字explicit，把它加到构造函数之前，那么这个构造函数将不再支持隐式类型转换，如：

explicit A
{
    //...;
}

2.3单参数构造函数可以，那么多参数呢？

在C++11之后添加了支持，例如对

A(int a1,int a2)
{
    //...
}

我们可以在main函数中

A aa1 = {1,2};

来实现同时满足两个参数，它起到的效果与单参数类似，先构造为临时变量再拷贝构造

三、关于静态static修饰成员变量和函数

3.1static修饰成员变量

3.1.1使用注意事项

①创建对象后，对象中只存非静态成员变量，不存静态成员变量（因为静态成员变量在静态区不在栈区）并且sizeof的结果也不包含静态成员变量

②静态成员变量不能给缺省值（因为静态成员变量不存在与对象中，所以不走初始化列表）

③必须要并且只能用声明定义的方式给初始值

3.1.2它的价值

静态成员变量属于整个类，属于所有成员，

当它为public属性的时候，还可以这样访问：

//任选对象直接访问
aa1._sta;
//用类类型加::来访问
A::_sta;

3.2static修饰成员函数

使用static修饰后的成员函数将不再有this指针，只能访问静态成员变量，关于它的价值,其一我们只能通过静态成员函数来访问静态成员变量，其二我们可以利用静态成员变量加静态成员函数来完成求1+2+...+n

四、关于类和对象的小知识点

4.1友元函数和友元类

关于友元函数：

作为友元的函数，不可以被const修饰

关于友元类：

（我是你的朋友，但你还不是我的朋友）

class Time
{ 
    friend class Date;
    //...
}

Date可以访问Time中的私有成员，但是Time不能访问Date中的，

这种访问可以像这样：

//（Date中）
Time _t;
_t._hour=hour;

直接创建类类型对象，修改对象中的私有成员变量值

4.1补：

①友元不能传递：A为B的友元，B为C的友元，不能说明A为C的友元

②友元是单向的

③友元不能继承

4.2内部类

假如在类A中写了类B，那么

①他们是独立的类，仅仅是B受到A的类域和访问限定符的限制

A aa1;
A::B b1;

②B天生是A的友元，可以访问A中的私有成员

4.3匿名对象

匿名就是不起名，如

//默认构造创建对象
A aa1;
//传参数2构造对象
A aa2(2);

//匿名对象
A (2);

匿名对象的生命周期只在当前这一行，过了这一行就销毁

4.3补：匿名对象和单参数构造函数创建对象的特殊传参

当写了一个函数f1时，我们要传入其中类类型参数

A aa1;
//正常传入，参数列表可以为A& aa
f1(aa1);
//认为匿名对象具有常性，需要参数列表为const A& aa
f1(A(2));
//单参数构造函数把2隐式类型转换为中间变量，需要参数列表为const A& aa
f1(2);

若要正常进行下去，那么f1需要参数列表为

void f1(const A& aa)
{
    //...
}

4.4优化

对于连续一行的表达式，拷贝构造+拷贝构造会被优化为一个拷贝构造，请看代码

A f2()
{
    A aa;
    return aa;
}
int main()
{
    A ret = f2();
    return 0;
}

分析可知，创建了aa对象，要返回的时候需要拷贝构造为一个中间变量，中间变量再进行第二次拷贝构造赋值给ret，而编译器在遇到这样的代码时，会自动将两个拷贝构造合为一个，节省资源加快速度。

注：把A ret = f2()改为两行

A ret;

ret = f2();

的时候优化将不再进行，所以我们最好不要这么做

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