C++类与对象基础(7)

发布时间：2024年01月10日

1. 构造函数补充：

1.1 初始化列表的引入：

1.2 初始化列表的使用方法：

1.3 初始化列表对于自定义类型的初始化：

1. 构造函数补充：

1.1 初始化列表的引入：

? 在?C++基础(3)——类与对象-CSDN博客中首次引入了构造函数的概念，下面给出一个构造函数：
(注:笔者在下面的代码中将构造函数放到一个命名空间 $violent$ 中，是因为此构造函数与笔者代码中的文件有了冲突，如果读者需要根据复制下方代码，将命名空间删除即可。)

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

? ? ? ?构造函数的主要作用是用于初始化对象，即给对象中的成员变量一个初始值。但是上述行为并不能称为对象的初始化，而是给对象中的成员变量赋初值。对于成员变量的初始化，需要借助初始化列表来完成：

1.2 初始化列表的使用方法：

? ? ? ? 以冒号开始，逗号用于分隔每一个成员变量，每一个成员变量后面根一个括号，括号里面是初值或者表达式，例如：

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

? ? ? ?为了后续表述，此处，将在构造函数函数体内部进行的操作称为赋初值，将初始化列表部分的操作称之为初始化。

? ? ? 不难发现，对于_ $year$ ,_ $month$ ,_ $day$ 这种内置类型，赋初值或者初始化都可以达成创建构造函数的目的。但是，对于以下三种类型的变量，则必须使用初始化列表进行初始化，而不能赋初值。这三种类型的变量分别是： $const$ 成员变量、引用成员变量、自定义类型变量(且没有默认构造函数）例如，当在函数体内部来对上述类型赋值想要达到初始化的目的时，即：
?

namespace violent
{
	class Date
	{
	public:
		Date(int year, int month, int day)
			:_year(year)
			,_month(month)
			,_day(day)
		{
			_i = 1;
			j = 1;
		}
	private:
		int _year;
		int _month;
		int _day;
		int& _i;
		const int j;
	};
}

运行代码，此时编译器显示：

? ? ?代码运行显示，这两个类型的变量必须初始化，对于引用，在前面的文章C++基础——对于C语言缺点的补充(2)-CSDN博客?提到了引用的几个特点，其中有一条为：引用必须初始化，存在野指针，但是并不存在野引用。而对于 $const$ 类型的变量，由于其在后续不能更改的特性，因此创建时必须进行初始化，而在文章开头提到，在构造函数的函数体内部进行的操作并不是真正意义上的初始化，而是赋值，因此，对于上述类型，必须在初始化列表中完成初始化，即：
?

namespace violent
{
	class Date
	{
	public:
		Date(int year, int month, int day)
			:_year(year)
			, _month(month)
			, _day(day)
			, _i(month)
			, j(year)
		{
		}
	private:
		int _year;
		int _month;
		int _day;
		int& _i;
		const int j;
	};
}

? ? ? ? ?对于初始化列表初始化以及构造函数函数体内赋值，这两种方法可以混合使用，例如：

namespace violent
{
	class Date
	{
	public:
		Date(int year, int month, int day)
			: _i(month)
			, j(year)
		{
			_year = year;
			_month = month;
			_day = day;
		}
	private:
		int _year;
		int _month;
		int _day;
		int& _i;
		const int j;
	};
}

? ? ? ?对于上述代码，_ $year$ 、_ $month$ 、_ $day$ 虽然没有在初始化列表中显性定义，但是这些变量同样也会被自动定义，对于内置类型，会给予随机值，而对于自定义类型，则会去调用这个自定义类型的默认构造函数

(注:默认构造函数一般认为有三种：全缺省、不用传递参数、编译器自动生成）

1.3 初始化列表对于自定义类型的初始化：

? ? ? ? 为了方便演示不在初始化列表中显示定义自定义类型的效果，额外创建另一个自定义类型，即：

class A
{
public:
	A(int a = 0)
		:_a(a)
	{}
private:
	int _a;
};

? ? ? ? ? 并对命名空间中的类做下面的修改：

namespace violent
{
	class Date
	{
	public:
		Date(int year, int month, int day)
			: _i(month)
			, j(year)
		{
			_year = year;
			_month = month;
			_day = day;
		}
	private:
		int _year;
		int _month;
		int _day;
		int& _i;
		const int j;
		A _a;
	};
}

? ? ? ? 通过监视窗口监视类中的成员变量，当代码进入构造函数时，即：

? ? ? ?各个变量的值如下：

? ? ? ?不难看到，此时没有在初始化列表中显示定义的内置类型，被编译器自动给予了随机值。

使用 $Fn+F11$ ?让代码继续调试，当调试到下方图片展示的行数时：

? ? ? ?各个变量的值如下：

? ? ? 继续向下调试，此时代码不是直接向下继续运行，而是转去运营类 $A$ 中的默认构造函数，即：

? ? ? ?当运行完类 $A$ 后，会去自动回到类 $Date$ 继续运行，即：

? ? ? ?此时各个变量的值为：

? ? ? ?通过此处可以看到，虽然初始化列表中并没有显示定义自定义类型_ $a$ 的初始化，但是此时的自定义类型_ $a$ 被初始化为0?，证明了对于自定义类型，如果不再初始化列表中显示定义其初始化，则编译器会去自动调用其默认构造函数。

? ? ? 上面的情况中，自定义类型中含有其自己的默认构造函数，当自定义类型中没有默认构造时，即，将类 $A$ 中的默认构造函数由全缺省改为需要传递参数，即：
?

class A
{
public:
	A(int a)
		:_a(a)
	{
		cout << "class A" << endl;
	}
private:
	int _a;
};

此时如果再运行代码；编译器会显示报错，即：

1.4 缺省值与初始化列表：

? ? ? ?在C++基础(3)——类与对象-CSDN博客中介绍构造函数时提到，对于内置类型，构造函数不作用，对于自定义类型会生成或者调用其自己的构造函数，而为了防止内置类型不能初始化，于是引入了缺省值来解决这个问题。缺省值，与初始化列表由一定的联系，为了解释二者之前的联系，文章首先给出没有缺省值时，构造函数的运行顺序：

4.?

(注：解释此部分与自定义类型的初始化无关，故直接跳过自定义类型 $A$ 的初始化）

6.?

随后代码继续向下运行，给三个成员变量赋初值。

当给成员变量_ $year$ 缺省值后，即：


		int _year = 10;

此时再调试代码，顺序如下：
1.

2.?

? ? ? ?此时，代码运行的顺序发生了改变，直接去运行给予缺省值的代码，?并且，此时_ $year$ 不再是随机值，而是缺省值 $10$ ，而没有给缺省值的两个成员变量依旧是随机值

此时继续向下运行代码：

代码重新回到没有缺省值运行时的第二步

以上针对一个成员变量给予了缺省值，假如，这个有缺省值的成员变量再初始化列表中显示定义，即：

namespace violent
{
	class Date
	{
	public:
		Date(int year, int month, int day)
			:_year(2)
			, _i(month)
			, j(year)
		{
			_year = year;
			_month = month;
			_day = day;
		}
	private:
		int _year = 10;
		int _month;
		int _day;
		int& _i;
		const int j;
		A _a;
	};
}

?代码的运行顺序如下：
1.

2.?

? ? ? ?此时可以观察到，代码的运行顺序又发生了改变，不运行带有缺省值的代码，而是直接运行初始化列表中显示定义的代码，且本行代码执行完毕后，成员变量_? $year$ 的值为：

通过上述例子，可以总结初始化列表与缺省值的关系：

? ? ? 缺省值主要是针对于初始化列表，若不在初始化列表中对内置类型显示定义，则有缺省值的成员变量优先使用缺省值，没有缺省值的变量会被编译器赋随机值。在初始化列表对内置类型显示定义的情况下，则不使用缺省值。

1.5 初始化列表的初始化顺序：

对于下面给出的代码：

namespace violent2
{
	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();
	}
}

? ? 需要注意，在初始化列表中，虽然_ $a1$ 在前，但是初始化列表初始化的顺序是由成员变量的声明的顺序决定的，与初始化列表无关，由此可见，初始化列表初始化的顺序为

, _a2(_a1)

:_a1(a)

2. static成员：

2.1 static成员的引入：

对于下面给出的代码，可以利用全局变量来知道代码在运行过程创建了多少对象：

#include<iostream>

using namespace std;
 
namespace violent
{
	int count = 0;
}
class A
{
public:
	A() { ++violent::count; }
	A(const A& dd) { ++violent::count; }
	~A(){};
	
private:

};

A fun()
{
	A aa;
	return aa;
}
int main()
{
	A a;
	fun();

	cout << violent::count << endl;

	return 0;
}

运行结果如下：

对于上述情况中，全局变量可以达成统计创建对象次数的目的。但是，使用全局变量这种方式仍然存在一定的短板，例如，当代码中不知存在一个类时，例如：
?

#include<iostream>

using namespace std;
 
namespace violent
{
	int count = 0;
}
class A
{
public:
	A() { ++violent::count; }
	A(const A& dd) { ++violent::count; }
	~A(){};
	
private:

};
 
class B
{
public:
	B() { ++violent::count; }
	B(const B& d1) { ++violent::count; }
	~B() { ++violent::count; }

private:
};

A fun()
{
	A aa;
	return aa;
}
int main()
{
	A a;
	fun();
	B b;

	cout << violent::count << endl;
	return 0;
}

此时运行结果为：

? ? ? ? 由于 $count$ 是全局变量，因此，结果是两个类创建的对象的数量的总和，并不能统计各个类创建的对象数目。对于此问题的解决办法，就是将用于统计创建对象数目的变量作为一个类的成员变量，例如：

class A
{
public:
	A() { ++count; }
	A(const A& dd) { ++count; }
	~A(){};
	
private:
	int count;
};

?但是，对于此办法仍然存在问题，因为此时的成员变量 $count$ 的统计结果是相互独立的，即：

A fun()
{
	A aa;
	return aa;
}
int main()
{
	A a;
	fun();
;
	return 0;
}

对于创建对象 $aa$ 和创建对象 $a$ 时，二者的 $count$ 结果是相互独立的。而想要统计的 $count$ 是整个类 $A$ 在创建对象时 $count$ 的值，此时，如果对代码做出下列更改：

int main()
{
	A a;
	fun();
;
cout << A::count << endl;
	return 0;
}

编译器会报错，并显示下列内容：

为了解决上述问题，需要引入 $static$ 成员

2.2? $static$ 成员的使用：

具体使用方法如下：

#include<iostream>

using namespace std;
class A
{
public:
	A() { ++count; }
	A(const A& dd) { ++count; }
	~A(){};
	
public:
	static int count;
};
 
int A::count = 0;

A fun()
{
	A aa;
	return aa;
}
int main()
{
	A a;
	fun();
;
cout << A::count << endl;
	return 0;
}

在使用时，需要注意以下几个点：
? ? ? ?1.? $static$ 成员需要现在类中进行声明，并且在声明的时候要加上关键字 $static$ ，即：

static int count;

? ? ? ?在类中声明后，需要在类外进行定义，即：

int A::count = 0;

? ? ? ?2. 对于一个类中的 $static$ 成员而言，它并不属于一个特定的对象，而是为类的所有对象共享，因此，在对 $static$ 成员的声明时，不能像声明常规的成员变量一样给缺省值。因此缺省值针对的是构造函数中的初始化列表，而初始化列表是针对对某个对象中的成员。不适用于 $static$ 成员这种为类所有对象共享的成员。

? ? ? ?对于一个 $static$ 成员的访问，在类的访问限定符的类型为 $public$ 的情况下，有两种访问方式，一种针对于类，另一种针对于某个对象，例如：

int main()
{
	A a;
	fun();
    cout << A::count << endl;
	cout << a.count << endl;

	return 0;
}

? ? ? ? ?运行结果为：

? ? ? ?通过打印结果可以看到，不管通过何种方式对 $static$ 成员进行访问，其打印结果都是一样的。

在类访问限定符为 $private$ 的情况下，即私有的情况下，访问 $static$ 成员变量的方法有如下几个：?

? ? ? ? 1. 提供一个供类外访问成员变量的函数，为了方便表述，此处将这个函数命名为 $Get$ ：

using namespace std;

class A
{
public:
	A() { ++count; }
	A(const A& dd) { ++count; }
	~A(){};

	int Get()
	{
		return count;
	}
	
private:
	static int count;
};
 
int A::count = 0;

A fun()
{
	A aa;
	return aa;
}
int main()
{
	A a;
	fun();
	cout << a.Get() << endl;

	return 0;
}

运行结果如下：

? ? ? ?不过，对于此种的访问方法，需要额外创建一个对象。如果，想要只通过类而不通过具体的对象来访问这个成员变量，则可以使用 $static$ 成员函数来完成，具体操作方法，只需要在类中已有函数的的类型前面加上关键字 $static$ 即可：

class A
{
public:
	A() { ++count; }
	A(const A& dd) { ++count; }
	~A(){};

	static int Get()
	{
		return count;
	}
	
private:
	static int count;
};
 
int A::count = 0;

A fun()
{
	A aa;
	return aa;
}
int main()
{
	fun();
	cout << A::Get() << endl;
	return 0;
}

? ? ? 对于 $static$ 成员函数，其最大的特点就是没有隐藏的 $this$ 指针，而在类中，任何成员变量或者成员函数调用以及访问都是通过 $this$ 指针达成的，因此，在 $static$ 成员函数中，不能访问非 $static$ 类型的成员变量以及非 $static$ 类型的成员函数

3. 勘误：

? ? ? ?由于个人能力有限，书中难免出现汉字拼写错误、代码意义解释错误、内容逻辑以及理解错误等不同类型的错误。首先感谢各位大佬能花掉自己宝贵的时间阅读此文章，愿大佬们斧正，发现错误可以通过私信联系，本人不胜感激。

文章来源:https://blog.csdn.net/2301_76836325/article/details/135468887
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