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类和对象（下）

news 来源：原创 2025/7/27 19:52:17

1.取地址运算符重载

1.1 const成员函数

• 将const修饰的成员函数称之为const成员函数，const修饰成员函数放到成员函数参数列表的后

⾯。

• const实际修饰该成员函数隐含的this指针，表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。

const 修饰Date类的Print成员函数，Print隐含的this指针由 Date* const this 变为 const

Date* const this

1.2 const成员函数有几个好处:

保证不变性：const成员函数确保函数不会改变对象的状态，这有助于代码的安全性和可预测性。
允许在常量对象上调用：只有const成员函数可以在常量对象上被调用。如果你尝试在一个常量对象上调用非const成员函数，编译器会报错。
提高代码的可读性：const关键字的使用可以让其他程序员更容易理解代码的意图，即这个函数不会改变对象的状态。
重载决议：const可以作为函数重载的一部分。一个类可以同时拥有一个const和一个非const版本的成员函数，只要它们的参数列表相同。
多态性：在基类中将虚函数声明为const，可以确保在派生类中覆盖该函数时也必须声明为const。

简而言之，只需要读，不需要写的函数都可以加上const

class MyClass {
public:void nonConstMember() {// 可以修改成员变量}void constMember() const {// 不能修改成员变量，除了mutable成员}
};

在这个例子中，nonConstMember函数可以修改类的成员变量，而constMember函数则不能修改任何成员变量，除非成员变量被声明为mutable。

需要注意的是，即使函数被声明为const，它仍然可以调用该类的其他const成员函数，并且可以访问类的const成员变量。此外，const成员函数的返回值也可以是常量类型的引用或指针，以确保返回的对象不会被修改。

1.3 取地址运算符重载

取地址运算符重载分为普通取地址运算符重载和const取地址运算符重载，一般这两个函数编译器自动生成的就可以够我们⽤了，不需要去显示实现。除非一些很特殊的场景，比如我们不想让别人取到当前类对象的地址，就可以自己实现一份，胡乱返回一个地址。

class Date 
{
public:Date* operator&() {return this; // return nullptr; //return (Date*)0x12ff40;}const Date * operator&()const {return this; // return nullptr; //return (Date*)0x12ff40;} 
private: int _year ; // 年 int _month ; // ⽉ int _day ; // ⽇ 
};

具体的应用详见时间类的实现博客！

2. 再探构造函数

• 之前我们实现构造函数时，初始化成员变量主要使用函数体内赋值，构造函数初始化还有⼀种方

式，就是初始化列表，初始化列表的使用方式是以一个冒号开始，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。

• 每个成员变量在初始化列表中只能出现一次，语法理解上初始化列表可以认为是每个成员变量定义初始化的地方。

• 引用成员变量，const成员变量，没有默认构造的类类型变量，必须放在初始化列表位置进行初始

化，否则会编译报错。

• C++11⽀持在成员变量声明的位置给缺省值，这个缺省值主要是给没有显示在初始化列表初始化的成员使用的。

• 尽量使用初始化列表初始化，因为那些你不在初始化列表初始化的成员也会走初始化列表，如果这个成员在声明位置给了缺省值，初始化列表会用这个缺省值初始化。如果你没有给缺省值，对于没有显示在初始化列表初始化的内置类型成员是否初始化取决于编译器，C++并没有规定。对于没有显示在初始化列表初始化的自定义类型成员会调用这个成员类型的默认构造函数，如果没有默认构造会编译错误。

• 初始化列表中按照成员变量在类中声明顺序进行初始化，跟成员在初始化列表出现的的先后顺序无关。建议声明顺序和初始化列表顺序保持一致。

#include<iostream>
using namespace std;typedef int STDataType;
class Stack
{
public:Stack(int n){cout << "Stack(int n = 4)" << endl;_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);if (nullptr == _a){perror("malloc申请空间失败");return;}_capacity = n;_top = 0;}// st2(st1)Stack(const Stack& st){// 需要对_a指向资源创建同样大的资源再拷贝值_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);if (nullptr == _a){perror("malloc申请空间失败!!!");return;}memcpy(_a, st._a, sizeof(STDataType) * st._top);_top = st._top;_capacity = st._capacity;}// st1 = st3// st1 = st1;Stack& operator=(const Stack& st){if (this != &st){free(_a);_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);if (nullptr == _a){perror("malloc申请空间失败!!!");return *this;}memcpy(_a, st._a, sizeof(STDataType) * st._top);_top = st._top;_capacity = st._capacity;}return *this;}void Push(STDataType x){if (_top == _capacity){int newcapacity = _capacity * 2;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(_a, newcapacity *sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){perror("realloc fail");return;}_a = tmp;_capacity = newcapacity;}_a[_top++] = x;}void Pop(){_a[_top - 1] = -1;--_top;}int Top(){return _a[_top - 1];}~Stack(){cout << "~Stack()" << endl;free(_a);//_a = nullptr;//_top = _capacity = 0;}
private:STDataType* _a;size_t _capacity;size_t _top;
};
class MyQueue
{
public:MyQueue(int n, int& rx):_pushst(n),_popst(n),_ref(rx),_i(1){_size = 1;}private:// 成员变量声明Stack _pushst;Stack _popst;int& _ref;const int _i;int _size;
};int main()
{int x = 0;// 对象整体定义MyQueue q(1000, x);return 0;
}

我们来看一段代码：

#include<iostream> 
using namespace std; 
class A 
{
public: A(int a) :_a1(a) , _a2(_a1){}void Print() { cout << _a1 << " " << _a2 << endl; } 
private: int _a2 = 2; int _a1 = 2; 
};
int main() 
{ A aa(1); aa.Print(); 
}

运行结果：1和随机值

3. 类型转换

• C++支持内置类型隐式类型转换为类类型对象，需要有相关内置类型为参数的构造函数、

• 构造函数前⾯加explicit就不再⽀持隐式类型转换

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:// 构造函数explicit就不再支持隐式类型转换// explicit A(int a1)A(int a1)          //这是构造函数，它接受一个整数参数 a1 并初始化对象:_a1(a1)       //这是成员初始化列表，用于初始化成员变量 _a1{}                 //这个花括号必须加上！A(const A& aa)      //拷贝构造函数:_a1(aa._a1)    //成员初始化列表，用于初始化成员变量 _a1 和 _a2, _a2(aa._a2){}//explicit A(int a1, int a2)A(int a1,int a2):_a1(a1), _a2(a2){}void print()const{cout << _a1 << " " << _a2 << endl;}int get()const{return _a1 + _a2;}
private:int _a1 = 1;int _a2 = 2;
};
int main()
{// 自定义类型对象 = 内置类型的对象A aa1(1);A aa2(1,1);A aa3 = 1;const A& aa4 = 1;aa1.print();aa2.print();aa3.print();aa4.print();return 0;
}

运行结果：

4. 友元

• 友元提供了一种突破类访问限定符封装的方式，友元分为：友元函数和友元类，在函数声明或者类声明的前面加friend，并且把友元声明放到以个类的里面。

• 外部友元函数可访问类的私有和保护成员，友元函数仅仅是⼀种声明，他不是类的成员函数。

• 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。

• 友元类中的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私有和保护成员。

• 友元类的关系是单向的，不具有交换性，比如A类是B类的友元，但是B类不是A类的友元。

• 友元类关系不能传递，如果A是B的友元， B是C的友元，但是A不是B的友元。

• 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。

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{// 友元声明friend class B;
private:int _a1 = 1;int _a2 = 4;
};
class B
{
public:void func1(const A& aa){cout << aa._a1 << endl;cout << _b1 << endl;}void func2(const A& aa){cout << aa._a2 << endl;cout << _b2 << endl;}
private:int _b1 = 6;int _b2 = 3;
};
int main()
{A aa;B bb;bb.func1(aa);bb.func2(aa);return 0;
}

注：若B是A的友元，即B可以访问A的私有成员，但是A不可以访问B的私有成员，若想让A可以访问B的私有成员，则类B也需要加友元声明！

如图，将friend class A 取消注释就可以了！

另外，友元的声明在什么位置都行，不是必须在Public的前面！放其里面也是可以的！

下面提供让A和B互为友元的方法：

#include<iostream>
using namespace std;class A
{// 友元声明friend class B;
public:void func(const B& bb);
private:int _a1 = 1;int _a2 = 4;
};
class B
{friend class A;
public:void func1(const A& aa);void func2(const A& aa);
private:int _b1 = 6;int _b2 = 3;
};void A::func(const B& bb)
{cout << bb._b1 << endl;cout << _a1 << endl;
}void B::func1(const A& aa)
{cout << aa._a1 << endl;cout << _b1 << endl;
}
void B::func2(const A& aa)
{cout << aa._a2 << endl;cout << _b2 << endl;
}int main()
{A aa;B bb;bb.func1(aa);bb.func2(aa);aa.func(bb);return 0;
}

5.static成员

• 用static修饰的成员变量，称之为静态成员变量，静态成员变量要在类外初始化。

• 静态成员变量为所有类对象所共享，不属于某个具体的对象，不存在对象中，存放在静态区。

• 用static修饰的成员函数，称之为静态成员函数，静态成员函数没有this指针。

• 静态成员函数中可以访问其他的静态成员，但是不能访问非静态的，因为没有this指针。

• 非静态的成员函数，可以访问任意的静态成员变量和静态成员函数。

• 突破类域就可以访问静态成员，可以通过类名::静态成员或者对象.静态成员来访问静态成员变量

和静态成员函数。

• 静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制。

• 静态成员变量不能在声明位置给缺省值初始化，因为缺省值是个构造函数初始化列表的，静态成员变量不属于某个对象，不走构造函数初始化列表。

#include<iostream>
using namespace std;
// 实现⼀个类，计算程序中创建出了多少个类对象？
class A
{
public:A(){++_scout;}A(const A& t){++_scout;}~A(){--_scout;}static int getacount(){return _scout;}
private://类里面声明static int _scout;
};
//类外面初始化
int A::_scout = 0;
int main()
{cout << A::getacount() << endl;A a1, a2;A a3(a1);cout << A::getacount() << endl;cout << a1.getacount() << endl;//cout << a1._scout << endl;         //error C2248: “A::_scout”: 无法访问 private 成 员(在“A”类中声明)//cout << A::_scout << endl;         //编译报错：error C2248: “A::_scount”: ⽆法访问 private 成员(在“A”类中声明)return 0;
}

6. 匿名对象

• 用类型(实参) 定义出来的对象叫做匿名对象，相比之前我们定义的类型对象名(实参) 定义出来的

叫有名对象

• 匿名对象生命周期只在当前一行，一般临时定义一个对象当前用一下即可，就可以定义匿名象。

#include<iostream>
using namespace std;
class A{public:A(int a = 0):_a(a){cout << "A(int a)" << endl;}~A(){cout << "~A()" << endl;}private:int _a;};class Solution {public:int Sum_Solution(int n) {//...return n;}};void func1(int i = 0){}// 匿名对象做缺省参数//void func2(const A& aa = A())void func2(const A& aa = A(10)){}int main()
{A aa1;A aa2(2);cout <<"打印匿名对象"<< endl;// 不能这么定义对象，因为编译器无法识别下面是一个函数声明，还是对象定义//A aa1();// 但是我们可以这么定义匿名对象，匿名对象的特点不用取名字，// 但是他的生命周期只有这一行，我们可以看到下一行他就会自动调用析构函数A();cout <<"证明了自动调用析构函数" << endl;cout << "打印匿名对象" << endl;A(1);cout << "证明了自动调用析构函数" << endl;A& ref1 = aa1;// const引用会延长匿名对象的声明周期，匿名对象跟着引用走const A& ref2 = A();Solution s1;s1.Sum_Solution(10);Solution().Sum_Solution(10);func2();func2(aa1);return 0;
}

类和对象（下）

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