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【C++】类和对象(四)

前言:在类和对象中,我们走过了十分漫长的道路,今天我们将进一步学习类和对象,类和对象这块荆棘地很长,各位一起加油呀。

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目录标题

  • 类和对象
    • const修饰成员函数
    • 再谈构造函数之函数体赋值
    • explict关键字
    • static成员


类和对象

const修饰成员函数

在C++中,可以使用const关键字来修饰成员函数。const修饰符可以被应用于类的成员函数,这表示该函数不会修改任何类的成员变量。

当一个成员函数被const修饰时,它被称为常量成员函数。常量成员函数承诺不会修改任何成员变量。常量成员函数的定义和声明都必须包含const关键字。
语法格式

返回类型 类名::函数名()const
{//函数体......
}

下面是一个示例

class MyClass 
{
public:void nonConstFunction(int year,int month ,int day); // 非常量成员函数             void nonConstFunction() const;  // 常量成员函数
private:int _day;int _month;int _year;
};void MyClass::nonConstFunction(int year = 1,int month = 1 ,int day =1) 
{// 对成员变量进行修改_year = year;_month = month;_day = day;
}void MyClass::nonConstFunction() const 
{// 不对成员变量进行修改cout << "year: " << _year << " month: " << _month << " day: " << _day << endl;
}

在上面的示例中,nonConstFunction是一个非常量成员函数,可以修改成员变量。而nonConstFunction的const版本是一个常量成员函数,不会修改成员变量。

那我们思考一下为什么在上面这个示例中,const修饰了以后就无法对里面的成员变量进行修改了?请看下图:
在这里插入图片描述

在上图中我们可以知道,编译器会对this指针加上const进行修饰,让外部变量无法对其修改

如果在上面式子中我们对const修饰的成员函数中的成员变量进行修改,就会出现如下情况,如下所示:
在这里插入图片描述
使用const修饰常量成员函数的好处是可以在常量对象上调用该函数,而不会导致编译错误。这样可以提高代码的可读性和安全性。


注意事项:
C++中const成员函数有以下限制:

  1. const成员函数不能修改类的非静态数据成员。这是因为const成员函数保证不会修改对象的状态,所以不能修改任何非静态数据成员。

  2. const成员函数只能调用其他const成员函数。这是因为const成员函数保证不会修改对象的状态,所以只能调用其他也不会修改对象状态的const成员函数。

  3. const成员函数不能通过指针或引用返回非const指针或引用。这是因为const成员函数要保证不会修改对象的状态,所以不能返回非const指针或引用,否则调用者就可以通过这个指针或引用修改对象的状态。

  4. const成员函数可以被非const对象和const对象调用。非const对象调用const成员函数时会被自动转换为const对象。

  5. const成员函数不能被声明为虚函数。虚函数是根据对象的动态类型来调用的,而const成员函数是根据对象的静态类型来调用的,所以不能将const成员函数声明为虚函数。


再谈构造函数之函数体赋值

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。

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

  • . 初始化列表:构造函数可以通过初始化列表来初始化成员变量。在构造函数的参数列表后面使用冒号(:)来定义初始化列表,然后通过成员变量名称和初始值来初始化成员变量(当然这个括号里面也可以写一个有返回值的表达式)。例如:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

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)
  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:
    引用成员变量,const成员变量,自定义类型成员(该类没有默认构造函数)

实例演示

class A
{
public:A(int a):_a(a){cout <<"_a: " << _a << endl;}
private:int _a;
};class d
{
public:d(int a, int b, int c):_aa(a),_b(b),_c(c){cout << "_b: " << _b << endl;cout << "_c: " << _c << endl;}private:A _aa;//自定义变量int& _b;//引用const int _c;//const
};int main()
{d d1(10, 20, 30);return 0;
}

在这里插入图片描述

  1. 尽量使用初始化列表初始化,因为不管你是否使用初始化列表,对于自定义类型成员变量,一定会先使用初始化列表初始化。
  2. 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

在C++中,构造函数体赋值的注意事项如下:

  1. 初始化列表的优先级高于构造函数体内的赋值:如果同时在初始化列表和构造函数体内对成员变量进行赋值,初始化列表中的赋值操作会先于构造函数体内的赋值操作执行。

  2. 成员变量的声明顺序决定了初始化的顺序:成员变量在类中的声明顺序决定了它们初始化的顺序。在构造函数体内的赋值操作也会按照成员变量的声明顺序进行。

  3. 成员变量的初始化顺序与初始化列表中的顺序一致:在初始化列表中的顺序决定了成员变量初始化的顺序。如果在初始化列表中没有给出某个成员变量的初始值,该成员变量会按照默认构造函数进行初始化。

  4. 常量成员变量必须在初始化列表中进行初始化:对于类中的常量成员变量(const类型),它们必须在初始化列表中进行初始化,而不能在构造函数体内进行赋值操作。

  5. 使用成员初始化列表可以提高效率:使用成员初始化列表可以在对象构造时直接进行赋值操作,避免了先构造默认对象再赋值的额外开销,因此可以提高效率。

总体而言,通过初始化列表进行成员变量的赋值是更好的选择,除非有特殊需要,如需要在构造函数体内做其他逻辑处理,才使用构造函数体内的赋值语句。


explict关键字

在C++中,explicit也是一个关键字,但其使用情况与C#中的略有不同。

在C++中,explicit关键字可以用于单参数构造函数(或转换函数),以防止编译器进行隐式类型转换。默认情况下,单参数构造函数可以用于隐式类型转换。但是,当我们使用explicit关键字来修饰该构造函数时,它将变为只能进行显式类型转换的构造函数,禁止隐式转换。

下面是一个使用explicit关键字的示例:

class Number {
private:int value;
public:explicit Number(int value) : value(value) {}int getValue() const {return value;}
};void printNumber(const Number& number) {std::cout << number.getValue() << std::endl;
}int main() {int intValue = 10;// 隐式类型转换不被允许// Number number = intValue;// 显式类型转换Number number = Number(intValue);printNumber(number);return 0;
}

在这里插入图片描述

在上面的示例中,Number类定义了一个带有单参数的构造函数,并使用explicit关键字进行修饰。在main函数中,我们首先声明一个int类型的变量intValue,并将其赋值为10。然后,我们尝试使用隐式类型转换将intValue转换为Number类型,但由于Number类的构造函数使用了explicit关键字,这会导致编译错误。接着,我们使用显式类型转换将intValue转换为Number类型,并将结果赋值给number变量。最后,我们通过调用printNumber函数,将number对象传递给它并输出结果。可以看到,通过使用explicit关键字,我们可以明确指定我们希望进行显式类型转换,从而避免了隐式类型转换可能带来的意外行为。


static成员

在C++中,static关键字可以应用于类的成员,用于指示该成员是静态的。静态成员与类的实例无关,它们属于整个类而不是类的实例。以下是一些关于C++中静态成员的信息:

  1. 静态数据成员:静态数据成员与类的所有实例共享,它们只有一个副本。可以在类的内部声明并在类的外部初始化静态数据成员必须在类的定义之外进行初始化,并且必须在类的外部定义。并且静态成员变量是在初始化时分配内存的,程序结束时释放内存。
class MyClass 
{
public:static int staticData; // 声明静态数据成员int unstaticData = 10; //声明并初始化非静态成员
};int MyClass::staticData = 0; // 初始化静态数据成员int main() 
{MyClass obj1;MyClass obj2;obj1.staticData = 5;cout <<"非静态成员: " << obj1.unstaticData << endl; //输出非静态成员cout <<"静态成员: " << obj2.staticData << endl; // 输出静态成员: 5return 0;
}

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  1. 静态成员函数:静态成员函数没有访问类的任何实例成员的权限,它们只能访问静态成员。静态成员函数可以通过类名或对象名来引用,非静态成员函数只能通过对象名引用。
class MyClass 
{
public:static void StaticFunction()//静态成员函数 {cout << "Static Function" << endl;}void UnstaticFunction()//非静态成员函数{cout << "UnStatic Function" << endl;}
};int main() {MyClass d1;MyClass::StaticFunction(); // 输出: Static Functiond1.UnstaticFunction();  //输出: UnStatic Functionreturn 0;
}

在这里插入图片描述
静态成员提供了一种在类的所有实例之间共享和访问数据的方式。在某些情况下,静态成员函数可以用作工具函数或全局函数的替代品。然而,静态成员应谨慎使用,因为它们破坏了封装性和面向对象设计的一些原则。


好啦,今天的内容就到这里啦,下期内容预告类和对象(五)友元、内部类、匿名对象等,下期就会对类和对象进行最后的收尾了,各位加油呐!


结语:今天的内容就到这里吧,谢谢各位的观看,如果有讲的不好的地方也请各位多多指出,作者每一条评论都会读的,谢谢各位。


🌏🗺️ 这里祝各位新年快乐 💞💞

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