C++类和对象

9、初始化列表

一个类的构造函数要初始化成员变量有两种方式，一种是构造函数体赋值，另一种是初始化列表。

9.1构造函数体赋值

在创建对象时，编译器通过调用构造函数，给对象中各个成员变量一个合适的初始值，如下代码。

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

虽然上述构造函数调用之后，对象中已经有了一个初始值，但是不能将其称为对对象中成员变量的初始化， 构造函数体中的语句只能将其称为赋初值，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。

9.2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

例：

class Date
{
public:Date(int year, int month, int day): _year(year), _month(month), _day(day)//效果和函数体赋值是一样的，就是将括号里的值赋值给对应的成员变量{}
private:int _year;int _month;int _day;
};

【注意事项】

• 每个成员变量在初始化列表中只能出现一次（即只能初始化一次）
• 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
  • 自定义类型成员（且该类没有默认构造函数时）
• 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，见下面代码。

其中，对于引用成员变量和const修饰成员变量，必须在变量定义的时候（private中是对变量的声明）进行初始化，所以无法在函数体内进行初始化，但是可以通过初始化列表进行初始化

例：

class A
{
public:A(int a):_a1(a),_a2(_a1){}void Print() {cout<<_a1<<" "<<_a2<<endl;}
private:int _a2;int _a1;
};
int main() {A aa(1);aa.Print();
}

注意代码在声明变量的时候是先_a2再_a1，因此他们的促使话顺序就是先初始化_a2再初始化_a1，这个初始化列表中的顺序无关，见下面的代码运行结果：

9.3 explicit（显示）关键字

构造函数不仅可以构造与初始化对象，对于接收单个参数的构造函数，还具有类型转换的作用。接收单个参数的构造函数具体表现：

• 构造函数只有一个参数
• 构造函数有多个参数，除第一个参数没有默认值外，其余参数都有默认值
• 全缺省构造函数

隐式类型转换

class A{
public:A(int a):_a(a){}
private:int _a;
};int main(){A x1(1);A x2 = 2;//隐式类型转换，将整形转换成自定义类型。const A& x3 = 3;
}

上面代码中的A x2 = 2;就是一种隐式类型转化，完整过程应该是系统调用2作为构造函数的参数，创建一个A类型的临时变量，然后x2对这个临时变量进行拷贝构造。

也有编译器会对其进行优化，直接使用2来构造x2这个变量。

不过由于临时变量有常性，它是通过A的构造函数构造出来的，同类型之间可以做引用，因此直接使用引用是不行的，但是加上const修饰就可以了。

explicit关键字：

• explicit修饰构造函数时，可以防止隐式类型转化和复制初始化。
• explicit修饰转换函数时，可以防止隐式类型转换

例：

class A {
public:explicit A(int x):_x (x){}
private:int _x;};int main()
{A a1(1);A a2 = 2;return 0;
}

运行结果报错：

这是因为14行中的代码发生了隐式类型转换，而我们加了explicit关键字，就无法使用隐式类型转换。

10、友元

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。

友元分为：友元函数和友元类

10.1友元函数

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){}// d1 << cout; -> d1.operator<<(&d1, cout); 不符合常规调用// 因为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ostream& operator<<(ostream& _cout){_cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;return _cout;}
private:int _year;int _month;int _day;
};

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。

class Date
{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;
};
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;
}

• 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

10.2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B是A的友元，C是B的友元，则不能说明C时A的友元。
• 友元关系不能继承。

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;
};