（3.3）狄泰软件学院C++课程学习剖析四

KingKa_Wu
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对课程前面40课的详细回顾分析（二）

1、一个类的成员变量是对于每个对象专有的，但是成员函数是共享的。

2、构造函数只是决定一个对象的初始化状态，而不能决定对象的诞生。二阶构造人为的将初始化过程分为了两个阶段，能确保创建的对象都是完整初始化的。

3、二阶构造示例：

  1. #include <stdio.h>
  2. class TwoPhaseCons
  3. {
  4. private:
  5. TwoPhaseCons() // 第一阶段构造函数
  6. {
  7. }
  8. bool construct() // 第二阶段构造函数
  9. {
  10. return true;
  11. }
  12. public:
  13. static TwoPhaseCons* NewInstance(); // 对象创建函数
  14. };
  15. TwoPhaseCons* TwoPhaseCons::NewInstance()
  16. {
  17. TwoPhaseCons* ret = new TwoPhaseCons();
  18. // 若第二阶段构造失败，返回 NULL
  19. if( !(ret && ret->construct()) )
  20. {
  21. delete ret;
  22. ret = NULL;
  23. }
  25. return ret;
  26. }
  28. int main()
  29. {
  30. TwoPhaseCons* obj = TwoPhaseCons::NewInstance();
  32. printf("obj = %p\n", obj);
  33. delete obj;
  35. return 0;
  36. }

4、友员：友员关系不具备传递性，类的友员可以是一个完整的类，也可以是其他类的成员函数

友员示例一：

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <math.h>
  3. class Point
  4. {
  5. double x;
  6. double y;
  7. public:
  8. Point(double x, double y)
  9. {
  10. this->x = x;
  11. this->y = y;
  12. }
  14. double getX()
  15. {
  16. return x;
  17. }
  19. double getY()
  20. {
  21. return y;
  22. }
  24. friend double func(Point& p1, Point& p2);
  25. };
  26. double func(Point& p1, Point& p2)
  27. {
  28. double ret = 0;
  30. ret = (p2.y - p1.y) * (p2.y - p1.y) +
  31. (p2.x - p1.x) * (p2.x - p1.x);
  33. ret = sqrt(ret);
  35. return ret;
  36. }
  37. int main()
  38. {
  39. Point p1(1, 2);
  40. Point p2(10, 20);
  42. printf("p1(%f, %f)\n", p1.getX(), p1.getY());
  43. printf("p2(%f, %f)\n", p2.getX(), p2.getY());
  44. printf("|(p1, p2)| = %f\n", func(p1, p2));
  47. return 0;
  48. }

友员示例二：

  1. #include <stdio.h>
  2. class ClassC
  3. {
  4. const char* n;
  5. public:
  6. ClassC(const char* n)
  7. {
  8. this->n = n;
  9. }
  11. friend class ClassB;
  12. };
  13. class ClassB
  14. {
  15. const char* n;
  16. public:
  17. ClassB(const char* n)
  18. {
  19. this->n = n;
  20. }
  22. void getClassCName(ClassC& c)
  23. {
  24. printf("c.n = %s\n", c.n);
  25. }
  27. friend class ClassA;
  28. };
  29. class ClassA
  30. {
  31. const char* n;
  32. public:
  33. ClassA(const char* n)
  34. {
  35. this->n = n;
  36. }
  38. void getClassBName(ClassB& b)
  39. {
  40. printf("b.n = %s\n", b.n);
  41. }
  42. /*
  43. void getClassCName(ClassC& c)
  44. {
  45. printf("c.n = %s\n", c.n);
  46. }
  47. */
  48. };
  49. int main()
  50. {
  51. ClassA A("A");
  52. ClassB B("B");
  53. ClassC C("C");
  55. A.getClassBName(B);
  56. B.getClassCName(C);
  58. return 0;
  59. }

5、函数重载必须发生在同一作用域中，全局函数和成员函数之间不能构成重载关系（不在同一个作用域中）。重载的意义在于扩展已经有的功能。函数名和函数参数列表是唯一标示符，参数的类型，个数，顺序决定。

6、c++中的static和const的区别：

const定义的常量在超出其作用域之后其空间会被释放，而static定义的静态常量在函数执行后不会释放其存储空间。

static表示的是静态的。类的静态成员函数、静态成员变量是和类相关的，而不是和类的具体对象相关的。即使没有具体对象，也能调用类的静态成员函数和成员变量。一般类的静态函数几乎就是一个全局函数，只不过它的作用域限于包含它的文件中。

在C++中，static静态成员变量不能在类的内部初始化。在类的内部只是声明，定义必须在类定义体的外部，通常在类的实现文件中初始化，如：double Account::Rate=2.25;static关键字只能用于类定义体内部的声明中，定义时不能标示为static

在C++中，const成员变量也不能在类定义处初始化，只能通过构造函数初始化列表进行，并且必须有构造函数。

const数据成员只在某个对象生存期内是常量，而对于整个类而言却是可变的。因为类可以创建多个对象，不同的对象其const数据成员的值可以不同。所以不能在类的声明中初始化const数据成员，因为类的对象没被创建时，编译器不知道const数据成员的值是什么。

const数据成员的初始化只能在类的构造函数的初始化列表中进行。要想建立在整个类中都恒定的常量，应该用类中的枚举常量来实现，或者static cosnt。

  1. classTest
  2. {
  3. public:
  4. Test():a(0){}
  5. enum{size1=100,size2=200};
  6. private:
  7. constinta;//只能在构造函数初始化列表中初始化
  8. staticintb;//在类的实现文件中定义并初始化
  9. conststaticintc;//与staticconstintc;相同。
  10. };
  12. intTest::b=0;//static成员变量不能在构造函数初始化列表中初始化，因为它不属于某个对象。
  13. cosntintTest::c=0;//注意：给静态成员变量赋值时，不需要加static修饰符。但要加cosnt

cosnt成员函数主要目的是防止成员函数修改对象的内容。即const成员函数不能修改成员变量的值，但可以访问成员变量。当方法成员函数时，该函数只能是const成员函数。

static成员函数主要目的是作为类作用域的全局函数。不能访问类的非静态数据成员。类的静态成员函数没有this指针，这导致：1、不能直接存取类的非静态成员变量，调用非静态成员函数2、不能被声明为virtual

关于static、const、static cosnt、const static成员的初始化问题：

1、类里的const成员初始化：

在一个类里建立一个const时，不能给他初值

  1. classfoo
  2. {
  3. public:
  4. foo():i(100){}
  5. private:
  6. constinti=100;//error!!!
  7. };
  8. //或者通过这样的方式来进行初始化
  9. foo::foo():i(100)
  10. {}

2、类里的static成员初始化：

类中的static变量是属于类的，不属于某个对象，它在整个程序的运行过程中只有一个副本，因此不能在定义对象时 对变量进行初始化，就是不能用构造函数进行初始化，其正确的初始化方法是：

数据类型 类名::静态数据成员名=值；

  1. classfoo
  2. {
  3. public:
  4. foo();
  5. private:
  6. staticinti;
  7. };
  9. intfoo::i=20;
  10. 这表明：
  11. 1、初始化在类体外进行，而前面不加static，以免与一般静态变量或对象相混淆
  12. 2、初始化时不加该成员的访问权限控制符private、public等
  13. 3、初始化时使用作用域运算符来表明它所属的类，因此，静态数据成员是类的成员而不是对象的成员。

3、类里的static cosnt 和 const static成员初始化

这两种写法的作用一样，为了便于记忆，在此值说明一种通用的初始化方法：

  1. classTest
  2. {
  3. public:
  4. staticconstintmask1;
  5. conststaticintmask2;
  6. };
  7. constTest::mask1=0xffff;
  8. constTest::mask2=0xffff;
  9. //它们的初始化没有区别，虽然一个是静态常量一个是常量静态。静态都将存储在全局变量区域，其实最后结果都一样。可能在不同编译器内，不同处理，但最后结果都一样。

这是一个完整的例子：

  1. #ifdefA_H_
  2. #defineA_H_
  3. #include<iostream>
  4. usingnamespacestd;
  5. classA
  6. {
  7. public:
  8. A(inta);
  9. staticvoidprint();//静态成员函数
  10. private:
  11. staticintaa;//静态数据成员的声明
  12. staticconstintcount;//常量静态数据成员（可以在构造函数中初始化）
  13. constintbb;//常量数据成员
  14. };
  15. intA::aa=0;//静态成员的定义+初始化
  16. constintA::count=25;//静态常量成员定义+初始化
  17. A::A(inta):bb(a)//常量成员的初始化
  18. {
  19. aa+=1;
  20. }
  21. voidA::print()
  22. {
  23. cout<<"count="<<count<<endl;
  24. cout<<"aa="<<aa<<endl;
  25. }
  26. #endif
  27. voidmain()
  28. {
  29. Aa(10);
  30. A::print();//通过类访问静态成员函数
  31. a.print();//通过对象访问静态成员函数
  32. }

7、操作符重载：operator 操作符重载的本质是通过函数扩展功能。全局函数和类的成员函数都可以实现对操作符的重载。编译器优先在成员函数中寻找操作符重载函数。

全局操作符重载和类内部的操作符重载的区别:

之所以比全局操作符少一个参数是因为在类中定义的时候有一个this指针代替了左操作数。

当有全局操作符重载和类内部操作符重载的时候，编译器优先在成员函数中寻找重载函数。

代码示例：

  1. #include <stdio.h>
  2. class Complex
  3. {
  4. int a;
  5. int b;
  6. public:
  7. Complex(int a = 0, int b = 0)
  8. {
  9. this->a = a;
  10. this->b = b;
  11. }
  13. int getA()
  14. {
  15. return a;
  16. }
  18. int getB()
  19. {
  20. return b;
  21. }
  23. Complex operator + (const Complex& p)
  24. {
  25. Complex ret;
  26. printf("Complex operator + (const Complex& p)\n");
  27. ret.a = this->a + p.a;
  28. ret.b = this->b + p.b;
  30. return ret;
  31. }
  33. friend Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2);
  34. };
  35. Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)
  36. {
  37. Complex ret;
  38. printf("Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)\n");
  39. ret.a = p1.a + p2.a;
  40. ret.b = p1.b + p2.b;
  42. return ret;
  43. }
  44. int main()
  45. {
  46. Complex c1(1, 2);
  47. Complex c2(3, 4);
  48. Complex c3 = c1 + c2; // c1.operator + (c2)
  50. printf("c3.a = %d, c3.b = %d\n", c3.getA(), c3.getB());
  52. return 0;
  53. }

格式为：Type operator sign（type a,type b）,其中sign是系统 中已经预定义好的操作符。

几种操作符重载

《一》赋值操作符 =

规定：只能重载为成员函数

《二》<<和>>操作符重载

《三》字符串

c++语言原生类型中没有字符串类型，但是c++标准库中提供了string类型，

代码示例：

  1. #include <iostream>
  2. #include <sstream>
  3. #include <string>
  5. using namespace std;
  8. #define TO_NUMBER(s, n) (istringstream(s) >> n)
  9. #define TO_STRING(n) (((ostringstream&)(ostringstream() << n)).str())
  11. int main()
  12. {
  14. double n = 0;
  16. if( TO_NUMBER("234.567", n) )
  17. {
  18. cout << n << endl;
  19. }
  21. string s = TO_STRING(12345);
  23. cout << s << endl;
  25. return 0;
  26. }

《四》数组访问操作符重载 [ ]

规定：只能通过类的成员函数重载，重载函数能且仅能使用一个参数

可以定义不同参数的多个重载函数

  1. #include <iostream>
  2. #include <string>
  3. using namespace std;
  4. class Test
  5. {
  6. int a[5];
  7. public:
  8. int& operator [] (int i)
  9. {
  10. return a[i];
  11. }
  13. int& operator [] (const string& s)
  14. {
  15. if( s == "1st" )
  16. {
  17. return a[0];
  18. }
  19. else if( s == "2nd" )
  20. {
  21. return a[1];
  22. }
  23. else if( s == "3rd" )
  24. {
  25. return a[2];
  26. }
  27. else if( s == "4th" )
  28. {
  29. return a[3];
  30. }
  31. else if( s == "5th" )
  32. {
  33. return a[4];
  34. }
  36. return a[0];
  37. }
  39. int length()
  40. {
  41. return 5;
  42. }
  43. };
  44. int main()
  45. {
  46. Test t;
  48. for(int i=0; i<t.length(); i++)
  49. {
  50. t[i] = i;
  51. }
  53. for(int i=0; i<t.length(); i++)
  54. {
  55. cout << t[i] << endl;
  56. }
  58. cout << t["5th"] << endl;
  59. cout << t["4th"] << endl;
  60. cout << t["3rd"] << endl;
  61. cout << t["2nd"] << endl;
  62. cout << t["1st"] << endl;
  64. return 0;
  65. }

《五》函数调用操作符 ()

规定：只能通过类的成员函数重载可以定义不同参数的多个重载函数

函数对象用于在工程中取代函数指针

《六》指针操作符 ->和*

规定：只能通过类的成员函数重载，重载函数不能使用参数，只能定义一个重载函数

只能指向堆空间中的对象或者变量。

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