c++类和对象详细总结

╰半橙微兮° 2023-03-02 13:27 11阅读 0赞

# 类和对象 #

## 空类 ##

空类并不是什么都没有的，任何一个类在我们不写的情况下，都会自动生成六个默认成员函数：  
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## 构造函数：主要内容不是开空间创建对象，而是初始化对象 ##

构造函数是一个特殊的成员函数，名字与类名相同,创建类类型对象时由编译器自动调用，保证每个数据成员 都有 一个合适的初始值，并且在对象的生命周期内只调用一次  
**特性：**

> （1）：函数名与类名相同，无返回值，可以重载，对象实例化时编译器自动调用；  
> （2）：有无参构造和带参构造；  
> （3）：只有当类中没有任何构造函数时，编译器才会自动生成一个无参构造，如果类中已经定义了构造函数，那么编译器就不会再自动生成无参构造，即使类中没有显式定义无参构造；  
> （4）：无参的构造函数和全缺省的构造函数都称为默认构造函数，并且默认构造函数只能有一个。注意：无参构造函数、全缺省构造函数、我们没写编译器默认生成的构造函数，都可以认为是默认成员函数。

### 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。 ###

**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)，成员变量的定义是在初始化列表中的；
> 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：
> 3.  引用成员变量(定义时必须初始化)  
>     a. const成员变量（定义时必须初始化）  
>     b.类类型成员(该类没有默认构造函数)

*.成员变量在初始化列表中的初始化顺序，与声明顺序一致，与其在初始化列表中的顺序无关；最好初始化列表中的成员变量顺序与声明顺序一致；*

### explicit关键字：用explicit修饰构造函数，将会禁止单参构造函数的隐式转换 ###

**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，还有类型转换的作用（隐式类型转换）**

class Date {  
    public:
          Date(int year)
                 :_year(year)
           { }
          explicit Date(int year)
                 :_year(year)
          { }
     private:
           int _year;
           int _month:
           int _day; 
    }；
    void TestDate() { 
        Date d1(2018);
    // 用一个整形变量给日期类型对象赋值
    // 实际编译器背后会用2019构造一个无名对象，最后用无名对象给d1对象进行赋值
        d1 = 2019;
     }

对于上面的代码，编译器先用2019构造一个匿名对象，再用匿名对象给d1赋值；这只针对单参构造函数；使用**explicit**关键字将会禁止这种隐式类型转换；

## 析构函数 ##

与构造函数功能相反，析构函数不是完成对象的销毁，局部对象销毁工作是由编译器完成的。而 对象在销毁时会自动调用析构函数，完成类的一些资源清理工作  
**特性：**

> 1:析构函数名是在类名前加上字符 ~。  
> 2:无参数无返回值。  
> 3: 一个类有且只有一个析构函数。若未显式定义，系统会自动生成默认的析构函数。  
> 4:对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数。  
> 5:如果有自定义对象，析构函数会自动调用自定义成员的析构函数，完成自定义成员的资源清理

## 拷贝构造：构造函数的重载形式，也是在创建对象是自动调用（传const & 不然会造成无穷递归） ##

\*\*调用场景：\*\*用已经存在的一个对象去创建一个新对象，创建的新对象和当前对象内容相同；

> 编译器默认生成的拷贝构造函数为字节拷贝，即浅拷贝（只拷贝对象模型中的内容，不拷贝资源）  
> 如果有资源，必须显示定义拷贝构造，完成深拷贝；

## 赋值运算符重载函数：用一个对象修改已存在对象的值，让其内容改变 ##

**特性**

> 1:如果没有定义，编译器自动生成；  
> 2:如果需要连续赋值，函数返回值类型为当前类的引用；  
> 3:可以通过 this != &(对象) 来判断是否是自己给自己赋值；  
> 4:返回值一般为 \*this;  
> 5:编译器自动生成的赋值运算符重载函数完成字节拷贝，即浅拷贝，只拷贝对象模型中的成员变量，不拷贝资源；  
> 6:如果类中有资源，则需要显示定义赋值运算符重载函数，完成深拷贝；

### 函数重载： ###

C++为了增强代码的可读性引入了运算符重载，运算符重载是具有特殊函数名的函数，也具有其返回值类 型，函数名字以及参数列表，其返回值类型与参数列表与普通的函数类似。  
函数名字为：关键字operator后面接需要重载的运算符符号。  
函数原型：返回值类型 operator操作符(参数列表)  
**注意**

> 1:不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@；  
> 2:重载操作符必须有一个类类型或者枚举类型的操作数 用于内置类型的操作符，其含义不能改变，例如：内置的整型+，不能改变其含义  
> 3:作为类成员的重载函数时，其形参看起来比操作数数目少1成员函数的操作符有一个默认的形参this，限定为第一个形参  
> 4:.\* 、:: 、sizeof 、?: 、. 注意以上5个运算符不能重载。这个经常在笔试选择题中出现  
> 5:如果是普通的函数，那么参数的个数与运算符需要的参数个数一致，如果是成员函数，那么显式定义的参数个数就少一个，因为编译器会传入this指针

## 取地址及const取地址操作符重载：获取对象的地址 ##

这两个运算符一般不需要重载，使用编译器生成的默认取地址的重载即可，只有特殊情况，才需  
要重载，比如让别人获取到指定的内容；

## const成员 ##

**1：const修饰类的成员函数**  
将const修饰的类成员函数称为const成员函数，const修饰类成员函数，实际上是修饰该成员函数的this指针，表明在该成员函数中不能对类的任何成员变量进行修改

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNTEzMDc3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
2：思考下列问题

1.  const对象可以调用非const成员函数吗？  
    不能；因为权限不能被放大
2.  非const对象可以调用const成员函数吗？  
    可以；因为权限并没有被放大；
3.  const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗？  
    不可以；因为权限不能被放大；
4.  非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗？  
    可以；权限并没有被放大；

**const对象的权限为只读**  
**非const对象的权限为可读可写  
原则：权限放大不被允许，权限缩小是被允许的；**

**注意：非成员函数不能用const修饰；因为非成员函数没有this指针；**

## static成员 ##

概念：  
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

**特性**

> 1：静态成员为所有对象所共享，不属于具体某个实例；  
> 2：静态成员变量必须在类外初始化，初始化时不添加static关键字，但要添加类作用域限定；  
> 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  
> 6：静态成员函数不能调用非静态成员函数/变量，非静态成员函数可以调用静态成员函数/变量；（原因为4）

## 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。**

### 友元函数 ###

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。

**说明**

> 1：友元函数可以访问类的私有成员，但它不是类的成员函数；  
> 2：友元函数不能用const修饰，因为不是成员函数；  
> 3：友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受类访问限定符的限制；  
> 4：一个函数可以是多个类的友元函数；  
> 5：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。

**说明**

> 1：友元关系是单向的，不具有交换性。  
> 比如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。  
> 2：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。

## 内部类 ##

概念：如果一个类定义在另一个类的内部，这个类就叫做内部类；

**注意：  
1：内部类是一个独立的类，它不属于外部类，更不能外部类对象去调用内部类，外部类对内部类没有任何优越的访问权限；  
2：内部类时外部类的友元类，可以通过外部类的对象参数来访问外部类中的所有成员。但外部类不是内部类的友元类；**

**特性**

> 1：内部类可以定义在外部类的public,protected,private都是可以的；  
> 2：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，和内部类没有关系；

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