c++primer第7章類-創(chuàng)新互聯(lián)

文章目錄

• 第7章 類
• • 7.1 定義抽象數(shù)據(jù)類型
  • • 7.1.1 設(shè)計(jì)Sales_data類
    • 7.1.2 定義改進(jìn)的Sales_data類
    • 7.1.3 定義類相關(guān)的非成員函數(shù)
    • 7.1.4 構(gòu)造函數(shù)
    • 7.1.5 拷貝、賦值和析構(gòu)
  • 7.2 訪問控制與封裝
  • • 7.2.1 友元
  • 7.3 類的其他特性
  • • 7.3.1 類成員再探
    • 7.3.2 返回*this的成員函數(shù)
    • 7.3.3 類類型
    • 7.3.4 友元再探
  • 7.4 類的作用域
  • • 7.4.1 名字查找與類的作用域
  • 7.5 構(gòu)造函數(shù)再探
  • • 7.5.1 構(gòu)造函數(shù)初始值列表
    • 7.5.2 委托構(gòu)造函數(shù)
    • 7.5.3 默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的作用
    • 7.5.4 隱式的類類型轉(zhuǎn)換
    • 7.5.5 聚合類
    • 7.5.6 字面值常量類
    • 7.6 類的靜態(tài)成員
  • 小結(jié)
  • 術(shù)語表

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• 使用類定義自己的數(shù)據(jù)類型
• 數(shù)據(jù)抽象
  • 將對象的具體實(shí)現(xiàn)與對象所能執(zhí)行的操作分離開來
  • 依賴于接口和實(shí)現(xiàn)分離的編程技術(shù)
    • 接口：用戶所能執(zhí)行的操作
    • 實(shí)現(xiàn)：類的數(shù)據(jù)成員、負(fù)責(zé)接口實(shí)現(xiàn)的函數(shù)體以及定義類所需的各種私有函數(shù)
• 封裝
  • 實(shí)現(xiàn)類的接口和實(shí)現(xiàn)的分離
  • 影藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，用戶只能訪問接口無法訪問實(shí)現(xiàn)
• 抽象數(shù)據(jù)類型
  • 類的設(shè)計(jì)者：考慮類的實(shí)現(xiàn)過程
  • 使用類的程序員：抽象思考類型做了什么，無須了解類型工作細(xì)節(jié)

7.1 定義抽象數(shù)據(jù)類型

• Sales_item類 抽象數(shù)據(jù)類型 通過接口使用對象 不能訪問類數(shù)據(jù)成員
• Sales_data類 不是抽象數(shù)據(jù)類型 允許用戶直接訪問數(shù)據(jù)成員->封裝（隱藏）數(shù)據(jù)成員 變成抽象數(shù)據(jù)類型

7.1.1 設(shè)計(jì)Sales_data類

• 定義成員函數(shù)，先將其定義為普通函數(shù)，執(zhí)行復(fù)合賦值運(yùn)算
• 用戶 不同語境決定了不同的含義
  • 用戶代碼或類的使用者 程序員
  • 應(yīng)用程序使用者 如書店經(jīng)理
  • 設(shè)計(jì)類接口時(shí)，應(yīng)考慮使類易于使用
  • 使用類時(shí)，不應(yīng)顧及類的實(shí)現(xiàn)機(jī)理
  • 開發(fā)應(yīng)用程序，須充分了解用戶需求
  • 類設(shè)計(jì)者，應(yīng)關(guān)注使用類的程序員的需求
  • 良好設(shè)計(jì)的類，直觀易于使用的接口，高效的實(shí)現(xiàn)過程
• 使用改進(jìn)的Sales_data類

7.1.2 定義改進(jìn)的Sales_data類

• 定義在類內(nèi)部的函數(shù)隱式內(nèi)聯(lián)inline
• 定義成員函數(shù)
  • 所有成員須在類內(nèi)部聲明，成員函數(shù)體可定義在類內(nèi)或類外
• 引入this
  • 調(diào)用成員函數(shù)，實(shí)際是在替某個(gè)對象調(diào)用它
  • 成員函數(shù)通過this隱式參數(shù)，訪問調(diào)用它的對象
  • 調(diào)用成員函數(shù)，用請求該函數(shù)的對象地址初始化this
  • 成員函數(shù)內(nèi)部，可直接使用該對象成員，無須成員訪問運(yùn)算符，對類成員的直接訪問看作this的隱式調(diào)用
  • 任何自定義名為this的參數(shù)或變量行為都是非法的
  • this總是指向調(diào)用該成員函數(shù)的對象，是一個(gè)常量指針，不允許改變this保存的地址
• 引入const成員函數(shù)
  • const 修改隱式this指針的類型
  • 默認(rèn)情況下，this指向類類型非常量版本的常量指針，意味著不能將this綁定到常量對象上，故不能在常量對象上調(diào)用普通成員函數(shù)
  • 無須修改數(shù)據(jù)成員時(shí)，將this設(shè)置為指向常量的指針有助于提高函數(shù)靈活性
  • 常量成員函數(shù)：
    • 將const關(guān)鍵字放在成員函數(shù)的參數(shù)列表后，表示this是一個(gè)指向常量的指針
    • 不能改變調(diào)用它的對象的內(nèi)容，可以讀取數(shù)據(jù)成員，不能寫入新值
    • 常量對象/常量對象的引用或指針，都只能調(diào)用常量成員函數(shù)
• 類作用域和成員函數(shù)
  • 類本身是一個(gè)作用域，類成員函數(shù)的定義嵌套在類的作用域內(nèi)
  • 編譯器分兩步處理類
    • 1. 先編譯成員函數(shù)聲明
    • 2. 才輪到成員函數(shù)體
    • 故成員函數(shù)體可隨意使用類成員其他函數(shù)無須在意成員出現(xiàn)次序
  • 在類的外部定義成員函數(shù)
    • 定義必須與聲明匹配
      • 返回類型/形參列表/函數(shù)名都需與類內(nèi)部聲明一致
    • 被聲明為常量成員函數(shù)，定義也須在參數(shù)列表后指定const屬性
    • 類外部定義的成員名字必須包含它所屬的類名
    • 使用作用域運(yùn)算符::說明該函數(shù)被聲明在類內(nèi)部，剩余代碼是位于內(nèi)的作用域內(nèi)的
  • 定義一個(gè)返回this對象的指針
    • 當(dāng)定義函數(shù)類似于某個(gè)內(nèi)置類型運(yùn)算符時(shí)，應(yīng)令該函數(shù)行為盡量模仿該運(yùn)算符
    • 返回對象引用類型，需將調(diào)用函數(shù)對象當(dāng)成一個(gè)整體訪問
      • return *this;解引用this指針以獲得執(zhí)行該函數(shù)的對象

7.1.3 定義類相關(guān)的非成員函數(shù)

• 定義輔助函數(shù)，概念上屬于類接口組成部分，實(shí)際上不屬于類本身
• 非成員函數(shù)。通常將函數(shù)聲明和定義分離開來
• 如果非成員函數(shù)是類的接口組成部分，函數(shù)聲明應(yīng)與類在同一個(gè)頭文件內(nèi)
• 定義read和print函數(shù)
  • io類屬于不能被拷貝的類型，只能通過引用來傳遞他們
  • 讀取和寫入操作會改變流的內(nèi)容，故兩函數(shù)都接受普通引用
• 定義add函數(shù)
  • 默認(rèn)情況下，拷貝類的對象拷貝的是對象的數(shù)據(jù)成員

7.1.4 構(gòu)造函數(shù)

• 構(gòu)造函數(shù)：定義類對象被初始化的方式，控制對象初始化過程，初始化類對象數(shù)據(jù)成員
• 只要類的對象被創(chuàng)建，就會執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)
• 構(gòu)造函數(shù)名字與類名相同，沒有返回類型，也有一個(gè)參數(shù)列表和函數(shù)體
• 類可包含多個(gè)構(gòu)造函數(shù)，與其重載函數(shù)差不多，形參數(shù)量或類型須有區(qū)別
• 構(gòu)造函數(shù)不能被聲明為const。當(dāng)創(chuàng)建類const對象時(shí)，直到構(gòu)造函數(shù)完成初始化過程，對象才真正取得"常量"屬性。構(gòu)造函數(shù)在const對象構(gòu)造過程中可以向其寫值。
• 合成的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
  • 如果類沒有顯式定義構(gòu)造函數(shù)，編譯器會隱式定義一個(gè)默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
  • 合成的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)初始化規(guī)則
    • 若存在類內(nèi)初始值，用其來初始化成員
    • 否則默認(rèn)初始化該成員
      • 默認(rèn)初始化：定義時(shí)沒指定初值變量被默認(rèn)初始化；內(nèi)置類型定義于函數(shù)體外初始化為0，定義于函數(shù)體內(nèi)則不被初始化。（建議初始化每一個(gè)內(nèi)置類型變量）
• 某些類不能依賴于合成的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
  • 普通類必須定義自己的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，原因有三
    • 1. 編譯器只會在我們沒有聲明任何構(gòu)造函數(shù)時(shí)會隱式定義一個(gè)默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，一旦定義了其他構(gòu)造函數(shù)，除非再定義一個(gè)默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，否則類沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
    • 2. 合成的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)可能執(zhí)行錯(cuò)誤的操作。定義在塊中的內(nèi)置類型（算術(shù)類型：字符 整型 浮點(diǎn)型 布爾型；空類型）/復(fù)合類型（數(shù)組和指針）的對象被默認(rèn)初始化則他們的值是未定義的，同樣適用于默認(rèn)初始化內(nèi)置類型成員。（只有當(dāng)類 內(nèi)置/復(fù)合類型的成員全部都被賦予類內(nèi)初始值時(shí)，該類才適用于合成的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)）
    • 3. 有時(shí)編譯器不能為某些類合成默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。（如：類中包含一個(gè)其他類類型成員且該成員類型沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，編譯器將無法初始化該成員。）必須自定義默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，否則該類將沒有可用的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。
• 定義Sales_data的構(gòu)造函數(shù)
• =default的含義
  • ales_data()=default;一個(gè)不接受任何實(shí)參的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
  • 定義目的：既需要其他形式的構(gòu)造函數(shù)，也需要默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，希望該默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)作用完全等同于合成默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
  • =default既可以和聲明一起出現(xiàn)在類的內(nèi)部（內(nèi)聯(lián)），也可以作為定義出現(xiàn)在類的外部
  • 若編譯器不支持類內(nèi)初始值，默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)應(yīng)該使用構(gòu)造函數(shù)初始值列表來初始化類的每個(gè)成員
• 構(gòu)造函數(shù)初始值列表
  • 負(fù)責(zé)為新創(chuàng)建的對象的一個(gè)或幾個(gè)數(shù)據(jù)成員賦值，如

Sales_data(const std::string &s):bookNo(s) {}
Sales_data(const std::string &s,unsigned n,double p):
           bookNo(s),uits_sold(n),revenue(p*n) {}

• 當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)成員被構(gòu)造函數(shù)初始值列表忽略時(shí)，它將以合成默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)相同的方式隱式初始化（如使用類內(nèi)初始值）
• 若不能使用類內(nèi)初始值，則所有構(gòu)造函數(shù)都應(yīng)該顯式地初始化每個(gè)內(nèi)置類型的成員
• 在類的外部定義構(gòu)造函數(shù)
  • 構(gòu)造函數(shù)無返回類型，定義從指定函數(shù)名開始，類外部定義構(gòu)造函數(shù)，須指明構(gòu)造函數(shù)是哪個(gè)類的成員

7.1.5 拷貝、賦值和析構(gòu)

• 拷貝：初始化變量以及以值的方式傳遞或返回一個(gè)對象
• 賦值：使用賦值運(yùn)算符
• 銷毀：對象不存在時(shí)執(zhí)行銷毀操作，局部對象會在創(chuàng)建它的塊結(jié)束時(shí)被銷毀，vector對象被銷毀時(shí)存儲在其中的對象也會被銷毀
• 若不主動定義拷貝、賦值和析構(gòu)操作，編譯器會替我們合成它們
• 某些類不能依賴于合成的版本
  • 當(dāng)類需要分配類對象之外的資源時(shí)（管理動態(tài)內(nèi)存的類）
  • 使用vector或string類能避免分配和釋放內(nèi)存帶來的復(fù)雜性，拷貝、賦值和析構(gòu)的合成版本能正常工作。（對含vector成員的對象執(zhí)行拷貝、賦值和析構(gòu)時(shí)，會設(shè)法拷貝或賦值成員中的元素；對象被銷毀時(shí)，將銷毀vector對象，依次銷毀vector中的每一個(gè)元素）
  • 類中所分配的資源都應(yīng)該直接以類的數(shù)據(jù)成員的形式存儲

7.2 訪問控制與封裝

• 訪問說明符加強(qiáng)類的封裝性
  • public說明符后的成員在整個(gè)程序內(nèi)都可以被訪問，public成員定義類的接口
  • private說明符之后的成員可以被類的成員函數(shù)訪問，但不能被使用該類的代碼訪問，private部分封裝（隱藏）類的實(shí)現(xiàn)過程
• 再次定義Sales_data類
  • public接口部分：構(gòu)造函數(shù)和部分成員函數(shù)
  • private實(shí)現(xiàn)部分：數(shù)據(jù)成員
• 一個(gè)類可定義0/多個(gè)訪問說明符，每個(gè)說明符出現(xiàn)次數(shù)也沒有嚴(yán)格限定；每個(gè)說明符指定接下來的成員的訪問級別，有效范圍直到下一個(gè)訪問說明符或者到達(dá)類的結(jié)尾為止
• 使用class或struct關(guān)鍵字
  • 唯一區(qū)別，class和struct的默認(rèn)訪問權(quán)限不太一樣
  • struct：定義在第一個(gè)說明符之前的成員是public的
  • class：定義在第一個(gè)說明符之前的成員是private的
  • 出于統(tǒng)一編程風(fēng)格：當(dāng)定義的類的所有成員是public時(shí)，使用struct;當(dāng)定義的類的所有成員是private時(shí)，使用class

7.2.1 友元

• 類允許友元（其他類或者函數(shù)）訪問它的非公有成員，只需增加一條friend關(guān)鍵字開始的函數(shù)聲明
• 友元聲明只能出現(xiàn)在類定義的內(nèi)部，但出現(xiàn)位置不限；友元不是類的成員也不受所在區(qū)域訪問控制級別約束
• 但一般最好在類定義開始或結(jié)束前的位置集中聲明友元
• 封裝的益處
  • 確保用戶代碼不會無意間破環(huán)對象狀態(tài)
  • 數(shù)據(jù)成員定義為private的類作者可以較為自由地修改數(shù)據(jù)；只要類的接口不變，用戶代碼就無須改變
  • 將查錯(cuò)限制在有限范圍內(nèi)，極大降低維護(hù)代碼以及修成程序錯(cuò)誤地難度
  • 當(dāng)類的定義發(fā)生改變無須更改用戶代碼，但使用該類的源文件須重新編譯
• 友元地聲明
  • 僅指定訪問權(quán)限，而非通常意義的函數(shù)聲明；類成員調(diào)用友元函數(shù)前須在友元聲明外再次聲明
  • 為使友元對類成員可見，通常將友元聲明與類本身放置在同一個(gè)頭文件中
  • 編譯器未強(qiáng)制限定友元函數(shù)須在使用之前在類的外部聲明；一些編譯器允許在尚無友元函數(shù)的初始聲明的情況下就調(diào)用它

7.3 類的其他特性

• 類型成員、類的成員類內(nèi)初始值、可變數(shù)據(jù)成員、內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)、從成員函數(shù)返回*this、如何定義類類型以及友元類

7.3.1 類成員再探

• 定義一個(gè)類型成員
  • 自定義某種類型在類中的別名，與其他成員一樣存在訪問限制（public/private）
  • 用來定義類型的成員必須先定義后使用，因此類型成員通常出現(xiàn)在類開始的地方
• Screen類的成員函數(shù)
• 令成員作為內(nèi)聯(lián)函數(shù)
  • 定義在類內(nèi)部的成員函數(shù)自動inline
  • 可以在類內(nèi)部作為聲明的一部分顯示聲明成員函數(shù)，也能在類的外部用inline關(guān)鍵字修飾函數(shù)的定義
  • 雖無須在聲明和定義同時(shí)說明inline但合法，最好只在類外部定義的地方說明inline使類更容易理解
  • 和在頭文件中定義inline函數(shù)原因一樣（編譯器想展開函數(shù)不僅需要函數(shù)聲明還需要函數(shù)定義，且多個(gè)定義須完全一致），inline成員函數(shù)也應(yīng)該與相應(yīng)的類定義在同一個(gè)頭文件中
• 重載成員函數(shù)
  • 參數(shù)數(shù)量/類型上有所區(qū)別
• 可變數(shù)據(jù)成員
  • 即使在const成員函數(shù)內(nèi)也能修改某個(gè)數(shù)據(jù)成員，通過在變量聲明前加mutable關(guān)鍵字
  • 可變數(shù)據(jù)成員永遠(yuǎn)也不會是const，即使它是const對象的成員（可用于記錄const成員函數(shù)被調(diào)用的次數(shù)）
• 類數(shù)據(jù)成員的初始值
  • 類內(nèi)初始值必須用=的初始化形式
  • 或花括號括起來的直接初始化形式

7.3.2 返回*this的成員函數(shù)

• 定義返回為引用時(shí)返回對象本身而非對象副本，返回類型為非引用時(shí)返回*this的副本
• 從const成員函數(shù)返回*this
  • 一個(gè)const成員函數(shù)如果以引用的形式返回*this，那么它的返回類型將是常量引用
• 基于const的重載
  • 通過成員函數(shù)是否是const的可對其進(jìn)行重載，原因與根據(jù)指針參數(shù)是否指向const而重載差不多（非常量版本函數(shù)對常量對象不可用，只能在常量對象上調(diào)用const成員函數(shù)；非常量對象可調(diào)用常量/非常量版本，但非常量版本是更好的匹配；根據(jù)對象是否是const決定了應(yīng)該調(diào)用的函數(shù)版本）
  • 當(dāng)一個(gè)成員調(diào)用另一個(gè)成員是，this指針在其中隱式傳遞
• 對于公共代碼使用私有功能函數(shù)
  • 避免在多處使用同樣的代碼
  • 類規(guī)模發(fā)展，函數(shù)變得更復(fù)雜，將相同操作寫在一處較好
  • 可能在函數(shù)中添加某些調(diào)試信息，在一處添/刪更容易
  • 額外調(diào)用不增加開銷，因?yàn)樵陬悆?nèi)部定義，隱式地被聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)

7.3.3 類類型

• 每個(gè)類定義唯一類型；兩個(gè)類即使成員(列表)完全一樣，兩個(gè)類也是不同的類型
• 一個(gè)類的成員和其他任何類（或任何其他作用域）地成員都不是一回事
• 可直接使用類名作為類型名，也可把類名跟在關(guān)鍵字class或struct后面
• 類的聲明
  • 前向聲明：僅僅聲明類而暫時(shí)不定義它
  • 不完全類型：聲明之后定義之前（只能在非常有限的的情境下使用）
    • 可以定義指向這種類型的指針或引用
    • 也可以聲明（但不能定義）以不完全類型作為參數(shù)或者返回類型的函數(shù)
  • 創(chuàng)建類對象時(shí)該類必須被定義過，不能僅被聲明（編譯器無法了解對象所需儲存空間）
  • 類須先被定義才能用引用或指針訪問其成員（否則編譯器不清楚該類有哪些成員）
  • 直到類被定義后數(shù)據(jù)成員才能被聲明成這種類型，一個(gè)類成員的類型不能是類自己；但類允許包含指向它自身類型的引用或指針

7.3.4 友元再探

• 可以將非成員函數(shù)/其他類/其他類已定義過的成員函數(shù)定義成友元
• 友元函數(shù)能定義在類的內(nèi)部 隱式內(nèi)聯(lián)
• 類之間的友元關(guān)系friend class Window_mgr;
  • 友元類的成員函數(shù)可以訪問此類包括非共有成員在內(nèi)的所有成員
  • 友元關(guān)系不存在傳遞性，（即類A存在友元類B，類B存在友元類C，則類C不具有訪問類A特權(quán)）
  • 每個(gè)類負(fù)責(zé)控制自己的友元類或友元函數(shù)
• 令成員函數(shù)作為友元
  • 當(dāng)將成員函數(shù)聲明成友元時(shí)，須明確指出該成員函數(shù)屬于哪個(gè)類
  • 須仔細(xì)組織程序的結(jié)構(gòu)以滿足聲明和定義的彼此依賴關(guān)系，設(shè)計(jì)程序的方式如下
    • 先定義類A，聲明a函數(shù)，但不能定義它；在a使用類B的成員之前必須先聲明類B
    • 接下來定義類B，包括對于a的友元聲明
    • 最后定義函數(shù)a，此時(shí)a才可以使用類B的成員
• 函數(shù)重載和友元
  • 如想將一組重載函數(shù)聲明成友元，需對這組函數(shù)中的每一個(gè)分別聲明
• 友元聲明和作用域
  • 友元聲明的作用是影響訪問權(quán)限，本身并非普通意義上的聲明
  • 就算在類的內(nèi)部定義友元函數(shù)，也須在類的外部提供相應(yīng)聲明使函數(shù)可見
  • 類的成員使用友元函數(shù)時(shí)，友元函數(shù)也須先被聲明過
  • 有的編譯器不強(qiáng)制執(zhí)行上述關(guān)于友元的限定規(guī)則

7.4 類的作用域

• 一個(gè)類就是一個(gè)作用域
• 類的作用域之外，普通數(shù)據(jù)和函數(shù)成員只能由對象、引用或者指針使用成員訪問運(yùn)算符訪問
• 類類型成員則使用作用域訪問符訪問
• 跟在類作用域運(yùn)算符之后的名字都須是對應(yīng)類的成員
• 作用域和定義在類外部的成員
  • 一個(gè)類就是一個(gè)作用域，在類的外部定義成員函數(shù)時(shí)必須同時(shí)提供類名和函數(shù)名（類的外部，成員名字被隱藏）
  • 一旦遇到類名，定義剩余部分就在類的作用域之內(nèi)了，包括參數(shù)列表和函數(shù)體（內(nèi)可直接使用類的其他成員而無須再次授權(quán)）
  • 函數(shù)返回類型在函數(shù)名之前，當(dāng)函數(shù)定義在類外部時(shí)，返回類型名字位于作用域之外，因此返回類型須指明它是哪個(gè)類的成員

7.4.1 名字查找與類的作用域

• 名字查找
  • 在名字所在塊中尋找聲明語句，只考慮在名字試用前的聲明
  • 若沒找到，繼續(xù)查找外層作用域
  • 若最終沒找到匹配的聲明，程序報(bào)錯(cuò)
• 定義在類內(nèi)部的成員
  • 編譯器先編譯成員的聲明
  • 直到類全部可見后才編譯函數(shù)體（處理完全部聲明后才會處理成員函數(shù)定義）
  • 所以定義在類內(nèi)部的成員函數(shù)體能使用類定義中的任何名字
• 用于類成員聲明的名字查找
  • 兩階段處理只適用于定義在類內(nèi)的成員函數(shù)體中使用的名字
  • 聲明中使用的返回類型/參數(shù)列表的名字，都須在使用前確?？梢?/li>
  • 若函數(shù)聲明使用了類中尚未出現(xiàn)的名字，則編譯器將在定義該類的作用域中繼續(xù)查找
• 類型名要特殊處理
  • 內(nèi)層作用域可以重新定義外層作用域中的名字
  • 但若成員使用了外層作用域中的類型名字，則類中不能在之后重新定義該名字
    • 重新定義類型名字是一種錯(cuò)誤的行為
    • 類型名定義放在類開始處，能確保所有使用類型的成員都在類名定義后
• 成員定義中的普通塊作用域的名字查找
  • 先在成員函數(shù)內(nèi)查找名字聲明，在使用前的才有效
  • 成員函數(shù)內(nèi)沒有，則在類內(nèi)繼續(xù)查找，類的所有成員都可以被考慮
  • 類內(nèi)也沒有該名字的聲明則在成員函數(shù)定義前的作用域內(nèi)繼續(xù)查找
  • （不建議使用其他成員的名字作為某個(gè)成員函數(shù)的參數(shù)，成員函數(shù)參數(shù)會隱藏外層同名參數(shù)；但仍可通過加上類的名字或顯式使用this指針來強(qiáng)制訪問成員）
• 類作用域之后，在外圍的作用域中查找
  • 編譯器在函數(shù)和類的作用域中都沒找到名字，將接著在外圍作用域中查找
  • 可顯式通過作用域運(yùn)算符來進(jìn)行請求外層作用域中的名字（::前什么都沒有表示全局作用域）
• 在文件中名字的出現(xiàn)處對其進(jìn)行解析
  • 當(dāng)成員定義在類的外部時(shí)，不僅須考慮定義前的全局作用域中的聲明，還需考慮成員函數(shù)定義前的全局作用域中的聲明

7.5 構(gòu)造函數(shù)再探 7.5.1 構(gòu)造函數(shù)初始值列表

• 定義變量時(shí)習(xí)慣立即對其進(jìn)行初始化而非先定義再賦值
• 若沒有在構(gòu)造函數(shù)初始值列表中顯式初始化成員，則成員在構(gòu)造函數(shù)體之前執(zhí)行默認(rèn)初始化
• 使用構(gòu)造函數(shù)初始值列表與在構(gòu)造函數(shù)體內(nèi)對數(shù)據(jù)成員執(zhí)行賦值的效果相同。但深層次的影響完全依賴于數(shù)據(jù)成員的類型
• 構(gòu)造函數(shù)的初始值有時(shí)必不可少
  • 有時(shí)可忽略數(shù)據(jù)成員初始化與賦值之間的差異
  • 但若成員是const或引用則須將其初始化
  • 當(dāng)成員屬于某種沒有定義默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的類的類型時(shí)也須初始化
  • （隨著函數(shù)體一開始執(zhí)行，初始化就完成了，初始化const或引用類型數(shù)據(jù)成員的唯一機(jī)會就是構(gòu)造函數(shù)初始值）
  • 很多類中 初始化（直接初始化數(shù)據(jù)成員）和賦值（先初始化再賦值）事關(guān)底層效率
  • 一些數(shù)據(jù)成員必須被初始化，養(yǎng)成使用構(gòu)造函數(shù)初始值的習(xí)慣，能避免一些意想不到的編譯錯(cuò)誤
• 成員初始化的順序
  • 構(gòu)造函數(shù)初始值中每個(gè)成員只能出現(xiàn)一次
  • 成員初始化順序與在類定義的出現(xiàn)順序一致，與初始值列表中的前后位置無關(guān)
  • 最好令構(gòu)造函數(shù)初始值的順序與成員聲明的順序保持一致，盡量避免使用某些成員初始化其他成員，如可能最好使用構(gòu)造函數(shù)參數(shù)作為成員初始值（可不必考慮成員初始化順序）
• 默認(rèn)實(shí)參和構(gòu)造函數(shù)
  • 如果一個(gè)構(gòu)造函數(shù)為所有參數(shù)都提供了默認(rèn)實(shí)參，則實(shí)際上也定義了默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)（因?yàn)榭梢圆惶峁?shí)參也能調(diào)用上述函數(shù)）

7.5.2 委托構(gòu)造函數(shù)

• 委托構(gòu)造函數(shù)使用它所屬類的其他構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行它自己的初始化過程（將自己的一些/全部職責(zé)委托給其他構(gòu)造函數(shù)）
  • 也有一個(gè)成員初始值列表和函數(shù)體，成員初始值列表唯一入口是類名本身，參數(shù)列表須與類中另外一個(gè)構(gòu)造函數(shù)匹配
  • 當(dāng)一個(gè)構(gòu)造函數(shù)委托另一個(gè)構(gòu)造函數(shù)時(shí)，先執(zhí)行受委托函數(shù)的初始值列表和函數(shù)體執(zhí)行完后控制權(quán)才會交還給委托者的函數(shù)體

7.5.3 默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的作用

• 當(dāng)對象在默認(rèn)初始化或者值初始化時(shí)自動執(zhí)行默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
  • 默認(rèn)初始化
    • 在塊作用域內(nèi)不使用任何初始值定義一個(gè)非靜態(tài)變量/數(shù)組
    • 當(dāng)一個(gè)類本身含有類類型成員且使用合成的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)時(shí)
    • 當(dāng)類類型成員沒有在構(gòu)造函數(shù)初始值列表中顯式初始化時(shí)
  • 值初始化
    • 數(shù)組初始化時(shí)提供初始值數(shù)量少于數(shù)組大小時(shí)
    • 當(dāng)不使用初始值定義一個(gè)局部靜態(tài)變量時(shí)
    • 通過書寫形如T()（其中T為類型名稱）的表達(dá)式顯式請求值初始化時(shí)
  • 如果定義了其他構(gòu)造函數(shù)，那么最好也提供一個(gè)默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
• 使用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
  • 如想定義一個(gè)使用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行值初始化的對象，正確方法是去掉對象名后的空括號（有空括號會當(dāng)成一個(gè)不接受任何參數(shù)，返回值為類類型的函數(shù)）

7.5.4 隱式的類類型轉(zhuǎn)換

• 轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)
  • 如果構(gòu)造函數(shù)只接受一個(gè)實(shí)參，則實(shí)際上定義了轉(zhuǎn)換為此類類型的隱式轉(zhuǎn)換機(jī)制
  • 通過一個(gè)實(shí)參調(diào)用的構(gòu)造函數(shù)定義了一條從構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)類型向類類型隱式轉(zhuǎn)換的規(guī)則
  • 編譯器用給定的參數(shù)自動創(chuàng)建一個(gè)（臨時(shí)）類對象（可以給常量引用的參數(shù)傳遞臨時(shí)量）
• 只允許一步類類型轉(zhuǎn)換
  • 編譯器只會自動地執(zhí)行一步類型轉(zhuǎn)換，當(dāng)隱式使用兩種或以上轉(zhuǎn)換規(guī)則則是錯(cuò)誤的
• 類類型轉(zhuǎn)換不是總有效
  • 實(shí)際上構(gòu)造了一個(gè)臨時(shí)對象，一旦操作完，隨后就將其丟棄不能夠再訪問了
• 抑制構(gòu)造函數(shù)定義的隱式轉(zhuǎn)換
  • 在要求隱式轉(zhuǎn)換的程序的上下文，可通過將構(gòu)造函數(shù)聲明為explicit加以阻止隱式轉(zhuǎn)換
  • 關(guān)鍵字explicit只對一個(gè)實(shí)參的構(gòu)造函數(shù)有效；
  • 需多個(gè)實(shí)參的構(gòu)造函數(shù)不能用于執(zhí)行隱式轉(zhuǎn)換，所以也無須指定為explicit
  • 只能在類內(nèi)聲明構(gòu)造函數(shù)時(shí)使用explicit關(guān)鍵字，在類外部定義時(shí)不應(yīng)重復(fù)
• explicit構(gòu)造函數(shù)只能用于直接初始化
  • 不能將explicit構(gòu)造函數(shù)用于拷貝形式的初始化過程
  • explicit關(guān)鍵字聲明構(gòu)造函數(shù)時(shí)，只能以直接初始化的形式使用，編譯器將不會在自動轉(zhuǎn)換過程中使用該構(gòu)造函數(shù)
• 為轉(zhuǎn)換顯式地使用構(gòu)造函數(shù)
  • 編譯器不會為explicit構(gòu)造函數(shù)用于隱式轉(zhuǎn)換過程，但可以使用該構(gòu)造函數(shù)顯式地強(qiáng)制進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換（也可利用static_cast使用explicit構(gòu)造函數(shù)），創(chuàng)建的都是臨時(shí)類對象
• 標(biāo)準(zhǔn)庫中含有顯式構(gòu)造函數(shù)（單參數(shù)）的類
  • 接受一個(gè)單參數(shù)的const char*的string構(gòu)造函數(shù)（不是explicit的）
  • 接受一個(gè)容器參數(shù)的vector構(gòu)造函數(shù)（是explicit的）

7.5.5 聚合類

• 聚合類 使用戶可以直接訪問其成員，具有特殊初始化語法形式
  • 所有成員都是public的
  • 沒有定義任何構(gòu)造函數(shù)
  • 沒有類內(nèi)初始值
  • 沒有基類，也沒有virtual函數(shù)
• 可以提供一個(gè)花括號括起來的成員初始值列表，用它初始化聚合類的數(shù)據(jù)成員，初始值的順序必須與聲明的順序一致
  • 與初始化數(shù)組一樣，如果初始值列表中的元素個(gè)數(shù)少于類的成員數(shù)量，靠后的成員被值初始化；初始化列表的元素個(gè)數(shù)絕對不能超過類的成員數(shù)量
• 顯式初始化類對象成員的三個(gè)明顯缺點(diǎn)
  • 要求類的所有成員都是public的
  • 將正確初始化類每個(gè)對象的重任交給了類的用戶，用戶易忘掉某個(gè)初始值或提供一個(gè)不恰當(dāng)?shù)某跏贾担跏蓟^程冗長乏味且容易出錯(cuò)
  • 添加或刪除一個(gè)成員后，所有初始化語句都需更新

7.5.6 字面值常量類

• constexpr函數(shù)的參數(shù)和返回值必須是字面值類型（ 字面值類型：算術(shù)類型 引用 指針; 不屬于字面值類型: 某些自定義類 IO庫 string）
• 字面值類型的類可能含有constexpr函數(shù)成員，該成員須符合constexpr函數(shù)的所有要求，是隱式const的
• 數(shù)據(jù)成員都是字面值類型的聚合類是字面值常量類，若某類不是聚合類但符合以下要求，則也是字面值常量類
  • 數(shù)據(jù)成員都須是字面值類型
  • 類須至少含有一個(gè)constexpr構(gòu)造函數(shù)
  • 若數(shù)據(jù)成員含有類內(nèi)初始值，則內(nèi)置類型成員的初始值必須是一條常量表達(dá)式；若成員屬于某種類類型，則初始值必須使用成員自己的constexpr構(gòu)造函數(shù)
  • 類須使用析構(gòu)函數(shù)的默認(rèn)定義（負(fù)責(zé)銷毀類的對象）
• constexpr構(gòu)造函數(shù)
  • 構(gòu)造函數(shù)不能是const的，但字面值常量類的構(gòu)造函數(shù)可以是constexpr函數(shù)
  • constexpr構(gòu)造函數(shù)可聲明成=default的形式或者刪除函數(shù)的形式；否則構(gòu)造函數(shù)就須既符合構(gòu)造函數(shù)要求（不能包含返回語句），又符合constexpr函數(shù)的要求（唯一可執(zhí)行語句就是返回語句）->constexpr構(gòu)造函數(shù)體一般是空的
  • 前置關(guān)鍵字constexpr就可以聲明一個(gè)constexpr構(gòu)造函數(shù)
  • constexpr構(gòu)造函數(shù)須初始化所有數(shù)據(jù)成員，初始值或者使用constexpr構(gòu)造函數(shù)或者是一條常量表達(dá)式
  • constexpr構(gòu)造函數(shù)用于生成constexpr對象以及constexpr函數(shù)函數(shù)的參數(shù)或返回類型

7.6 類的靜態(tài)成員

• 有時(shí)類需要它的一些成員與類本身直接相關(guān)，而不是與類的各個(gè)對象保持關(guān)聯(lián)
• 聲明靜態(tài)成員
  • 在類成員聲明前加static使其與類關(guān)聯(lián)在一起
  • 靜態(tài)成員可以是public或private的；靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的類型可以是常量/引用/指針/類類型
  • 類靜態(tài)成員存在于任何對象之外，對象中不包含任何與靜態(tài)數(shù)據(jù)成員有關(guān)的數(shù)據(jù)。被所有類對象共享
  • 類靜態(tài)成員函數(shù)也不與任何對象綁定在一起，不包含this指針；靜態(tài)成員函數(shù)不能聲明成const的，也不能在static函數(shù)體內(nèi)使用this指針（這限制適用于this的顯式使用，也對調(diào)用非靜態(tài)成員的隱式使用有效）
• 使用類的靜態(tài)成員
  • 使用作用域運(yùn)算符直接訪問靜態(tài)成員
  • 靜態(tài)成員雖不屬于類的某個(gè)對象，但仍可使用類對象、引用或指針來訪問靜態(tài)成員
  • 成員函數(shù)不用通過作用域運(yùn)算符就能直接使用靜態(tài)成員
• 定義靜態(tài)成員
  • 與其他成員函數(shù)一樣，既可以在類的內(nèi)部也可以在類的外部定義靜態(tài)成員函數(shù)
  • 在類外部定義靜態(tài)成員時(shí)，不能重復(fù)static關(guān)鍵字，static值出現(xiàn)在類內(nèi)部聲明語句
  • 指向類外部靜態(tài)成員時(shí)，須指明成員所屬類名
  • 靜態(tài)成員不屬于類的任何對象，它們不是在創(chuàng)建類的對象時(shí)被定義的，它們不由類的構(gòu)造函數(shù)初始化；
  • 一般不能在類的內(nèi)部初始化靜態(tài)成員，須在類的外部定義和初始化每個(gè)靜態(tài)成員，一個(gè)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員只能定義一次
  • 類似全局變量，類靜態(tài)數(shù)據(jù)成員定義在任何函數(shù)之外；一旦被定義，就將一直存在于程序的整個(gè)生命周期中
  • 在類外部定義靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，需指定對象類型名，類名、作用域運(yùn)算符、成員自己的名字；從類名開始，定義語句的剩余部分都位于類的作用域之內(nèi)，（可以訪問類的私有成員）
  • 為確保對象只定義一次，最好把靜態(tài)成員的定義與其他非內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義放在同一個(gè)文件中
• 靜態(tài)成員的類內(nèi)初始化
  • 通常類靜態(tài)成員不應(yīng)在類內(nèi)部初始化，但可為靜態(tài)成員提供const整數(shù)型的類內(nèi)初始值，不過要求靜態(tài)成員須是字面值常量類型的constexpr。初始值須是常量表達(dá)式，因成員本身就是常量表達(dá)式，所以可用于所有適合常量表達(dá)式的地方。（初始化了的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員可用于指定數(shù)組維度）
  • 若靜態(tài)成員的應(yīng)用場景僅限于編譯器可以替換它的值，則一個(gè)初始化的const或constexpr static不需要分別定義；若將它用于值不能替換的場景中，則該成員須有一條定義語句
  • 若在類的內(nèi)部提供了一個(gè)初始值，則成員定義不能再指定一個(gè)初始值
  • 即使一個(gè)常量靜態(tài)數(shù)據(jù)成員在類內(nèi)部被初始化了，通常也應(yīng)在內(nèi)的外部定義一下該成員
• 靜態(tài)成員能用于某些場景，而普通成員不能
  • 靜態(tài)成員獨(dú)立于任何對象，某些非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員可能非法的場合，靜態(tài)成員可以正常使用
  • 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員可以是不完全類型（聲明之后定義之前）
  • 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的類型可以是它所屬類類型；非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員則受到限制，只能聲明成它所屬類的指針或引用
  • 可以使用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員作為默認(rèn)實(shí)參，非靜態(tài)成員不能作為默認(rèn)實(shí)參（值本身屬于對象一部分，無法真正提供一個(gè)對象以便從中獲取成員的值）

小結(jié)

• 類 定義新類型 使程序更簡潔且易于修改
• 類兩項(xiàng)基本能力
  • 1. 數(shù)據(jù)抽象 定義數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)的能力
  • 2. 封裝 保護(hù)類的成員不被隨意訪問的能力（private）
    • 類可將其他類或函數(shù)設(shè)為友元，使它們能訪問類非共有成員
• 類可定義特殊成員：構(gòu)造函數(shù)
  • 控制初始化對象的方式
  • 可以重載
  • 應(yīng)使用構(gòu)造函數(shù)初始值列表來初始化所有數(shù)據(jù)成員
• 類可定義可變或靜態(tài)成員
  • 一個(gè)可變成員（mutable）永遠(yuǎn)不會是const，在const函數(shù)內(nèi)也能修改它的值
  • 靜態(tài)成員可以是函數(shù)或數(shù)據(jù)，存在于所有對象之外

術(shù)語表

• 轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)：可用一個(gè)實(shí)參調(diào)用的非顯式構(gòu)造函數(shù)（隱式將參數(shù)類型轉(zhuǎn)換為類類型）
• 數(shù)據(jù)抽象：關(guān)注類型接口的編程技術(shù)；忽略類型實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)只關(guān)注類型執(zhí)行操作；數(shù)據(jù)抽象是面向?qū)ο缶幊毯头盒途幊袒A(chǔ)
• 顯式構(gòu)造函數(shù)：可以用一個(gè)單獨(dú)的實(shí)參調(diào)用但是不能用于隱式轉(zhuǎn)換的構(gòu)造函數(shù)（構(gòu)造函數(shù)聲明前加explicit）
• 前向聲明：尚未定義名字前的聲明
• 實(shí)現(xiàn)：類的成員（通常是私有的）定義了不希望使用類類型的代碼所使用的數(shù)據(jù)及任何操作
• 不完全類型：已經(jīng)聲明但是尚未定義的類型；不能用于定義變量或類的成員，但可用于定義指針或引用
• 接口：類提供的（公有）操作

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