第七章 类

7.1 定义抽象数据类型

类成员

  • 必须在类的内部声明，不能在其他地方增加成员。
  • 成员可以是数据，函数，类型别名。
  • 类的const成员函数不会修改类的数据成员：void func() const;
    • const成员函数的声明和定义处都要加const
    • const成员函数不能调用本类的非const成员函数
  • 内联函数
    • 定义在类内部的函数是隐式inline函数
    • inline成员函数应该与类定义同一个头文件中
  • 可变数据成员 （mutable data member）：表示数据成员永远可变
    • mutable int cnt;，这样即使在const成员函数中也可以修改cnt的值
  • [[ch07-类#返回this的成员函数|返回this的成员函数]]
  • 构造函数
    • 构造函数初始值列表：Sales_item(): units_sold(0), revenue(0.0) { } ^742596
      • 但是类内初始值必须使用等号或者花括号进行初始化
    • 当一个类没有定义任何构造函数时，编译器才会生成一个默认构造函数（也称合成的默认构造函数），使用=default要求编译器使用合成的默认的构造函数。 ^15282e

非成员函数

  • 和类相关的非成员函数，定义和声明都应该在类的外部。

7.2 访问控制与封装

  • 访问说明符（access specifiers）：public、private、protected
  • class与struct都可以被用于定义一个类，唯一的却别在于默认访问权限：
    • class：默认成员是 priavte的。
    • struct：默认成员是 public的。

友元

  • 在类A中设置友元B（函数或类），即允许B访问A中的非共有成员
  • 语法相关：
    • 通常将友元声明成组地放在类定义的开始或者结尾，但友元不是类的成员，不受public/private的约束
    • 如果类想把一组重载函数声明为友元，需要对这组函数中的每一个分别声明。
    • 友元关系不存在传递性。
    • 把其他类的成员函数声明为友元时，必须明确指定该函数所属的类名。
    • 友元函数可以直接定义在类的内部（隐式内联），但是必须在类外部提供相应声明，并且要在调用之前进行声明
       1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12

      struct X
{
    friend void fir() { /* do something */ }
    public:
        void pub();
    private:
        void pri();
};

void X::pub() { fir(); } // 错误：友元函数fri在类外必须进行声明且需要在调用之前进行声明
void fir(); // 类X的友元函数fri，在类外进行声明
void X::h() { f(); }

7.3 类的其他特性

this

  • 每个成员函数都有一个额外的、隐含的形参this，this总是指向调用该成员函数的对象
    • 在普通成员函数中，this是一个T *const类型的指针
    • 在const成员函数中，this是一个const T *const类型的指针（因此数据成员无法修改）
    • 静态函数中不能使用this指针
  • const对象或是const对象的指针/引用，只能调用const成员函数；否则均可
  • return *this;可以让成员函数连续调用。

类类型

  • 可以声明一个类而暂时不定义它，称为前向声明，用于引入类的名字；在前向声明之后、定义之前是一个不完全类型
  • 可以定义指向不完全类型的指针或引用，也可以声明（但是不能定义）以不完全类型作为参数或返回值类型的函数

[[ch07-类#友元|友元]]

7.4 类的作用域

类型别名如果在类外已经定义过，不能在类内再次定义。

7.5 构造函数再探

  • 使用初始值列表进行初始化才是真正的初始化，在构造函数体中进行“初始化”只是赋值
    • 如果是const成员或是引用类型，则必须在构造函数初始值列表中将其初始化（圆括号初始化）例子

委托构造函数 （delegating constructor）

委托构造函数通过其他构造函数来执行自己的初始化过程 - Sale_data(): Sale_data("", 0, 0) {}

隐式的类型转换

  • 转换构造函数：如果构造函数只接受一个实参，则它实际上定义了转换为此类类型的隐式转换机制，因此可以叫做转换构造函数。
  • 编译器只会自动进行一步的隐式类型转换
  • 将转换构造函数声明为explicit从而抑制隐式类型转换
    • explicit关键字只对接受一个实参的构造函数有效，需要多个实参的构造函数不能用于执行隐式转换，因此也无须将其指定为explicit
    • 只在类内声明构造函数时使用explicit，在类外部定义时不应重复
    • explicit构造函数只能用于直接初始化（圆括号初始化），不能用于拷贝赋值初始化（例子）

聚合类

字面值常量类

  • constexpr函数的参数和返回值必须是字面值。
  • 字面值类型：算数类型，引用，指针，聚合类
  • constexpr 构造函数

7.6 类的静态成员

  • 语法相关：
    • 静态成员可以是public或是private的
    • 静态成员可以是常量、指针、引用、类
    • 静态成员函数不包含this指针，不能声明为const成员函数
    • 定义和初始化
      • 在类内声明，类外定义并初始化。
      • 在类外定义时，不能重复 static 关键字，static 只出现在类内的声明中。
      • 只有constexpr类型的静态数据成员可以在类内定义。
  • 使用：
    • 使用作用域运算符::直接访问静态成员:r = Account::rate();
    • 也可以使用类的对象访问：r = ac.rate();
  • 特殊场景：例子
    • 静态数据成员的类型可以是不完全类型，比如可以是它所属的类类型，而普通变量不能（只能声明为所属类类型的指针或引用）
    • 可以使用静态成员变量作为函数的默认实参