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一、再谈构造函数
（一）构造函数体赋值
在C++中，创建对象时，编译器会调用构造函数为对象的成员变量赋初始值。以 Date 类为例：
cpp
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
这里看似是初始化，实则是赋值。真正的初始化只能进行一次，而构造函数体内可以多次赋值。比如先创建对象，再多次调用成员函数修改成员变量的值。
（二）初始化列表
初始化列表以冒号开始，后面跟着逗号分隔的成员变量初始化表达式。还是以 Date 类为例：
cpp
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};使用初始化列表有诸多好处。首先，对于一些成员变量，如引用成员变量、 const 成员变量以及没有默认构造函数的自定义类型成员变量，必须使用初始化列表进行初始化。例如：
cpp
class A
{
public:
A(int a)
: _a(a)
{}
private:
int _a;
};
class B
{
public:
B(int a, int& ref)
: _aobj(a)
, _ref(ref)
, _n(10)
{}
private:
A _aobj; // 没有默认构造函数
int& _ref; // 引用
const int _n; // const
};
其次，使用初始化列表效率更高。因为对于自定义类型成员变量，即使在构造函数体中赋值，编译器也会先使用默认构造函数初始化，再进行赋值操作，而初始化列表可以直接调用合适的构造函数初始化。
（三）成员变量初始化顺序
成员变量在类中声明的次序就是其在初始化列表中的初始化顺序，与在初始化列表中书写的先后次序无关。例如：
cpp
class A
{
public:
A(int a)
: _a1(a)
, _a2(_a1)
{}
void Print() {
std::cout << _a1 << " " << _a2 << std::endl;
}
private:
int _a2;
int _a1;
};
int main() {
A aa(1);
aa.Print();
return 0;
}这里先初始化 _a2 ，再初始化 _a1 ，所以输出结果可能不是预期的 1 1 ，而是 1 随机值 。
（四）explicit关键字
对于接收单个参数的构造函数，除了构造对象外，还具有类型转换的作用。但有时候我们不希望这种隐式类型转换发生，就可以使用 explicit 关键字。比如 Date 类：
cpp
class Date
{
public:
// 单参构造函数，没有使用explicit修饰，具有类型转换作用
// explicit修饰构造函数，禁止类型转换，去掉explicit后，代码可以通过编译
explicit Date(int year)
:_year(year)
{}
// 虽然有多个参数，但是创建对象时后两个参数可以不传递，没有使用explicit修饰，具有类型转换作用
// explicit修饰构造函数，禁止类型转换
explicit Date(int year, int month = 1, int day = 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
Date& operator=(const Date& d)
{
if (this!= &d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
return *this;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void Test()
{
Date d1(2022);
// 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2023构造一个无名对象，最后用无名对象给d1对象进行赋值
d1 = 2023;
// 将1屏蔽掉，放开时则编译失败，因为explicit修饰构造函数，禁止了单参构造函数类型转换的作用
}使用 explicit 修饰后，就禁止了构造函数的隐式类型转换，提高了代码的可读性和安全性。
二、static成员
（一）概念
在C++中，用 static 修饰的类成员称为类的静态成员。用 static 修饰的成员变量称为静态成员变量，用 static 修饰的成员函数称为静态成员函数。静态成员变量一定要在类外进行初始化。
例如，要实现一个类来计算程序中创建了多少个类对象：
cpp
class A
{
public:
A() { ++_scount; }
A(const A& t) { ++_scount; }
~A() { --_scount; }
static int GetACount() { return _scount; }
private:
static int _scount;
};
int A::_scount = 0;
void TestA()
{
std::cout << A::GetACount() << std::endl;
A a1, a2;
A a3(a1);
std::cout << A::GetACount() << std::endl;
}这里 _scount 是静态成员变量，记录对象个数， GetACount 是静态成员函数，用于获取对象个数。
（二）特性
1. 静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的对象，存放在静态区。
2. 静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加 static 关键字，类中只是声明。
3. 类静态成员既可用 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. 静态成员也是类的成员，受 public 、 protected 、 private 访问限定符的限制。
（三）相关问题思考
1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？
答案是否定的。因为静态成员函数没有 this 指针，无法确定要操作哪个具体对象的非静态成员。
2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？
可以。因为静态成员函数是类共享的，非静态成员函数有 this 指针，可以通过类名或对象来调用静态成员函数。
三、友元
友元提供了一种突破封装的方式，在某些情况下能带来便利，但也会增加耦合度，破坏封装性，所以不宜多用。友元分为友元函数和友元类。
（一）友元函数
当我们尝试重载 operator<< 输出运算符时，会发现无法将其重载成成员函数。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，但这样又导致类外没办法访问类的私有成员，此时就需要友元来解决。 operator>> 同理。
以 Date 类为例：
cpp
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
friend std::ostream& operator<<(std::ostream& _cout, const Date& d);
friend std::istream& operator>>(std::istream& _cin, Date& d);
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
std::ostream& operator<<(std::ostream& _cout, const Date& d)
{
_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
return _cout;
}
std::istream& operator>>(std::istream& _cin, Date& d)
{
_cin >> d._year;
_cin >> d._month;
_cin >> d._day;
return _cin;
}
int main()
{
Date d;
std::cin >> d;
std::cout << d << std::endl;
return 0;
}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。友元函数具有以下特点：
- 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。
（二）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。例如：
cpp
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;
};友元类有以下特性：
- 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 是 A 的友元。
- 友元关系不能继承，在继承位置再给大家详细介绍。
通过对构造函数、 static 成员以及友元的深入剖析，我们对C++类与对象的知识有了更全面和深刻的理解。在实际编程中，合理运用这些特性可以编写出更高效、灵活且安全的代码。