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前言
一、取地址运算符重载
1. const修饰成员函数
2. 取地址运算符重载
二、深究构造函数
三、类型转换
四、static修饰成员
1. static修饰成员变…
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前言
一、取地址运算符重载
1. const修饰成员函数
2. 取地址运算符重载
二、深究构造函数
三、类型转换
四、static修饰成员
1. static修饰成员变量
2. static修饰成员函数
3. 小练习
五、友元
六、内部类
七、匿名对象
总结 前言 之前我们学习了类中的一些默认成员函数构造函数、析构函数、拷贝构造函数、赋值重载。今天我们接着学习剩下的取地址运算符重载以及其他关于类和对象的知识。
一、取地址运算符重载 取地址运算符重载分为两种普通对象的取地址重载和const对象取地址重载。为了说明这两种取地址重载的区别我们首先引入一个概念const修饰成员函数。
1. const修饰成员函数 在c中成员函数可以被const修饰修饰时要将const写在成员函数参数列表的后面。例如 void fun() const
{}
const修饰成员函数的本质是修饰this指针指向的内容它的作用是防止该函数内部对成员变量的值进行修改。 对于一个普通成员函数const对象是无法调用的因为const对象的成员变量不允许被修改而当成员函数被const修饰时就确保了函数内部不会修改成员变量的值const对象就可以调用该函数。
2. 取地址运算符重载 普通对象的取地址重载用于返回普通对象的地址而const对象的取地址重载用于返回const对象的地址。两种重载函数的区别是前者没有被const修饰后者被const修饰。这就使得两个函数构成了重载便于不同的对象调用。我们简单实现一下这两个函数
class MyClass
{
public://构造函数MyClass(int a 10, int b 20){_a a;_b b;}//取地址重载MyClass* operator(){return this;}const MyClass* operator() const//为保证类型匹配返回值也要用const修饰{return this;}
private:int _a;int _b;
};
一般情况下编译器自动生成的取地址重载函数我们就可以直接使用不需要显示实现了。当我们不希望使用者能够获取到对象的地址时可以显示实现取地址重载并将空指针或者野指针作为返回值。
二、深究构造函数 之前我们已经学习了构造函数的特点、使用规则等知识不过构造函数的知识还不止这些接下来我们对之前构造函数的内容进行一些补充。 之前我们在实现构造函数时都是在函数体内部对成员变量赋初值实际上对成员变量进行初始化的方式还有一种初始化列表。它位于构造函数的参数列表之后函数体大括号之前。它的使用方式是以冒号开始将需要被初始化的成员以逗号分隔成员之后写一个放在括号当中的值或者表达式用于初始化成员。例如
//构造函数
MyClass(int a 10, int b 20):_a(a)//将a的值给成员变量_a, _b(b)//将b的值给成员变量_b
{//...
}
需要注意的是 1. 每一个成员变量在初始化列表中只能出现一次。 2. 初始化列表初始化的顺序与成员在类中的声明顺序一致而与列表中的成员顺序无关。 3. 一下三种变量必须在初始化列表中进行初始化否则会编译报错引用类型的成员变量、const成员变量、不存在默认构造的类类型成员变量。 这里的 “ 必须在初始化列表中进行初始化 ” 并不是指我们一定要将该变量显示写在初始化列表中我们也可以使用如下方式
class MyClass
{
public://构造函数MyClass(int a 10, int b 20):_a(a), _b(b){//...}
private:int _a;int _b;const int _c 1;
};
可以看到对于const成员“_c”我们并没有显示在初始化列表中对其进行初始化而是在其声明时为其赋了一个缺省值初值。这是c11规定的语法该初值是给初始化列表的当初始化列表当中没有显示对一个成员进行初始化时如果声明时有缺省值则会用这个值进行初始化本质也是通过初始化列表初始化只不过并没有显示写出所以程序并不会发生报错。当然对于普通成员我们也可以在声明时赋缺省值但是相比显示写在初始化列表当中会有一些效率的损耗。
注对类类型的成员变量通过初始化列表进行初始化时本质也是在调用它的构造函数。 如果我们既没有显示地在初始化列表对成员进行初始化也没有在声明时赋缺省值那么对于内置类型的成员当对象被创建时编译器一般不会对其初始化对于自定义类型的成员对象被创建时就会调用它的默认构造函数如果没有默认构造函数就会发生报错。
接下来我们总结一下成员变量通过初始化列表进行初始化的逻辑 三、类型转换 首先来看一段代码
class MyClass
{
public://构造函数MyClass(int a 10):_a(a){}void Print() const {cout _a endl;}
private:int _a;
};int main()
{MyClass m 1;m.Print();return 0;
}
上述程序中我们创建了一个MyClass类对象m并且将其初始化为1。我们都知道它的本质是在调用构造函数不过它的运行过程并不是这么简单。在 MyClass m 1 语句中等号右边的 “ 1 ”是整形而“ m ”是MyClass类型这个过程中就需要发生类型转换。程序首先会调用构造函数将“ 1 ”构造为MyClass类型的一个临时对象然后将该临时对象拷贝构造给m。对于这种调用构造函数调用拷贝构造的情况编译器会将其优化为直接调用构造函数所以我们无法感受到类型转换的过程但它的确是存在的。当我们在构造函数之前加上关键字“ explicit ”之后就无法调用该构造函数进行隐式类型转换。当然如果有合适的构造函数类与类之间也可以发生类型转换。 对于有多个参数的情况也可以进行类型转换
class MyClass
{
public://构造函数MyClass(int a 10, int c 20):_a(a),_c(c){}void Print() const {cout _a endl;cout _c endl;}
private:int _a;char _c;
};int main()
{MyClass m { 1,w };//大括号赋值的写法C11以后才支持m.Print();return 0;
}
四、static修饰成员 在C当中static可以修饰成员变量和成员函数它们在面向对象编程中有着很重要的作用。
1. static修饰成员变量 用static修饰的成员变量叫做静态成员变量。静态成员变量必须要在类外进行初始化而不是类中因为在类中给的初值是给初始化列表的而静态成员变量不走初始化列表。例如
class MyClass
{
public://...
private:static int _m;//类里面声明
};int MyClass::_m 0;//类外进行初始化
注意静态成员变量存储在静态区中不属于任何一个对象而是被所有对象所共享的使用对象或者类的作用域限定符就可以访问到静态成员变量。当然既然是成员变量也会受到 public / private / protected 的限制。接下来我们尝试通过不同方式访问静态成员变量
#include iostream
using namespace std;class MyClass
{
public://...static int _m;
};int MyClass::_m 5;int main()
{cout MyClass::_m endl;//使用作用域限定符访问MyClass a;cout a._m endl;//使用对象访问return 0;
}
运行结果
由于 _m 是公有成员所以我们直接访问到了该变量。当静态成员变量是私有成员时该如何访问呢这就需要静态成员函数了。
2. static修饰成员函数 用static修饰的成员函数称之为静态成员函数静态成员函数与普通成员函数的显著区别是它不存在this指针。 由于静态成员函数不存在this指针所以它也就无法访问到普通成员变量只能访问静态成员变量。当然如果一个成员函数是非静态的它也可以访问静态成员变量。接下来我们用静态成员函数来访问私有的静态成员变量
#include iostream
using namespace std;class MyClass
{
public:static int func(){return _m;}
private:static int _m;
};int MyClass::_m 5;int main()
{cout MyClass::func() endl;//通过作用域限定符调用函数MyClass a;cout a.func() endl;//通过对象调用函数return 0;
}
运行结果 3. 小练习 接下来我们运用static修饰成员的知识尝试做一个小练习计算123...n的值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。 思路分析要计算123...n的值习惯的思路是循环累加或者使用等差数列求和公式但是由于禁止使用乘除法和循环语句这两种方法就行不通了。那么递归能否解决呢由于递归一定要有限制条件而if...else语句也被禁用了所以递归也是不行的。那该怎么办呢我们都知道静态成员变量为所有对象所公有那么我们就可以定义一个静态成员变量x每当一个对象被创建出时x的值就1。这样我们创建出n个对象并将每一次得到的x值累加到另一个变量中就可以算出最终结果了。 话不多说我们尝试实现
class MyClass
{
public://在构造函数中操作静态变量使得对象被创建时就会累加MyClass(){x;sum x;}//获取sum的值static int GetNum(){return sum;}
private:static int x;static int sum;
};//初始化
int MyClass::x 0;
int MyClass::sum 0;//求和函数
int Sum(int n)
{//用new关键字创建n个对象MyClass* arr new MyClass[n];//返回累加后的值return MyClass::GetNum();
}
我们测试一下程序的正确性
int main()
{int n 0;cout 请输入n值;cin n;cout 结果为 Sum(n) endl;return 0;
}
运行结果
五、友元 当类中的成员被设置为私有外部无法访问到时友元就可以突破这种封装使得外部可以访问这些私有成员。友元可以分为友元函数和友元类我们需要使用友元时在函数或类的声明之前加上关键字 friend 并将其放在另一个类宿主类当中。此时该函数或类就成为了宿主类的友元。 友元函数和友元类的特点如下 1. 友元函数只是一种声明并不是说一个函数成为了一个类的友元他就是该类的成员函数了。 2. 友元函数可以在类的任意地方声明并不受public等限定符的限制。 3. 一个函数可以称为多个类的友元。 4. 友元类中的成员函数都可以访问宿主类的成员不受限定符限制。 5. 友元类的关系是单向且不可传递的比如A是B的友元但不意味着B是A的友元A是B的友元B是C的友元并不意味着A是C的友元。 接下来我们尝试使用一下友元
#include iostream
using namespace std;class A
{
public:friend void fun1();//函数fun1称为类A的友元friend class B;//类B成为类A的友元
private:int _a 1;
protected:int _b 2;
};void fun1()
{A a;cout a._a endl;cout a._b endl;
}class B
{
public:void fun2(){A a;cout a._a endl;cout a._b endl;}
};int main()
{fun1();cout endl;B b;b.fun2();return 0;
}
运行结果
不难看出将函数或类声明为友元后就可以访问宿主类的私有或保护成员了。友元有时虽然提供了便利但是它明显是破坏了类的封装性不符合“高类聚低耦合”的设计原则所以实际开发中不宜多用。
六、内部类 如果一个类A定义在另一个类B当中那么类A就成为了类B的内部类。内部类与全局定义的类相比它受到外部类的类域和访问限定符限制并且默认是外部类的友元类。这里要注意内部类是一个类定义在令一个类当中而不是将对象作为一个类的成员不要将两者混淆。 内部类的本质也是一种封装的体现当我们需要让一个类B仅供类A使用那么就可以考虑让B成为A的内部类。 接下来我们定义一个内部类
#include iostream
using namespace std;class A
{
public:class B//此时B是A的内部类{public:void Print(const A a){cout a._m endl;cout a._n endl;}};
private:int _m 3;int _n 5;
};int main()
{A a;A::B b;//受到类域限制声明时要限定类域b.Print(a);return 0;
}
运行结果 七、匿名对象 顾名思义匿名对象就是没有实际名字的对象它的定义方法是
MyClass(10);//构造函数传参
MyClass();//不传参
注意匿名对象的生命周期只有当前一行当程序运行到下一行时该对象就被销毁。我们来验证一下
#include iostream
using namespace std;class MyClass
{
public:MyClass(int a 1):_a(a){cout 调用构造函数 endl;}~MyClass(){cout 调用析构函数 endl;}
private:int _a;
};int main()
{MyClass();cout hehe endl;return 0;
}
运行结果
可以看到程序在打印hehe之前就已经调用了析构函数意味着匿名对象已经被销毁。 当我们需要创建一个临时对象并且只使用一次时就可以考虑创建匿名对象。相比普通对象它能够很大限度地简化代码。
总结 今天我们学习了类和对象相关的新概念和知识例如取地址重载、static修饰成员、友元、内部类等它们对于我们深入学习并理解c的后续内容以及实现对象的相关功能有很大帮助。如果你觉得博主讲的还不错就请留下一个小小的赞在走哦感谢大家的支持❤❤❤
