【C++類和對象解密】面向對象編程的核心概念（下）

????????之前我們了解到構造函數是在對象實例化之時對對象完成初始化工作的一個函數。在我們不寫時，編譯器會自動生成構造函數。構造函數有一些特點，比如，他對內置類型不做處理，對自定義類型的成員會去調用其自身的構造。

????????我們上篇文章還提到了，默認成員函數不僅僅指我們不寫編譯器自動生成的函數，當我們不傳參數，編譯器會自動調用的函數，均為默認成員函數。

一、再探構造函數

之前我們實現構造函數時，初始化成員變量主要使用函數體內賦值，構造函數初始化還有一種方式，就是初始化列表，初始化列表的使用方式是以一個冒號開始，接著是一個逗號分隔的數據成員列表，每個“成員變量”后邊跟一個放在括號中的初始值或表達式。
語法上理解，初始化列表可以認為是每個成員變量定義初始化的地方。

??????※※每個成員變量在初始化列表中只能出現一次，這個很重要，編譯會報錯。

當然，函數體內的初始化和初始化列表初始化是可以同時存在的，這里會有同學疑惑，既然函數體內也可以進行初始化，為什么要延伸出初始化列表這個概念呢？要記住，存在即合理。
引用成員變量、const成員變量、沒有默認構造的類類型變量，必須放在初始化列表位置進行初始化，否則編譯會報錯。

首先，我們來看，引用成員變量和const成員變量有啥相似，那就是這兩者必須在定義時就初始化。
如下圖，當在函數體內對這兩種變量進行初始化時，編譯會報錯。
然而，當我們試圖修改這種初始化方式，試圖將_ref變為year的別名，_i變為day的別名，雖然從下圖可以看出，語法上是沒什么問題的，可以運行成功，但是，要考慮到year、month、day均是形參，當出了函數作用域，他們均將被銷毀，這時的_ref、_i就變成了野引用，相當于野指針，是極其危險的。
同時，第三個特殊的變量是沒有默認構造的類類型變量，需要在定義時顯式地調用構造函數傳參給值，所以也需要在定義之時進行初始化。這里要注意一點，如果圖中的Time類的構造函數有缺省值，就不需要在初始化列表進行初始化了。
嚴格來說，這些聲明過的成員變量不管是否在初始化列表中出現都會走一遍初始化列表。
還有一點，我們可以看到_day編譯器只賦了一個隨機值，這也是我們之前說過的C++對內置類型的初始化是不做處理的，事實上，_day也走了初始化列表。
引用成員變量的初始化可以參考下圖：
在聲明處也可以這樣寫，相當于給成員變量缺省值：

※※※按聲明順序（與初始化列表出現順序無關），所以建議同學們將聲明順序與初始化列表順序保持一致。
這里要問大家一個問題：這里最終的初始化結果是什么？
答案是_i = 1。
首先，我們要明確，_i如果在聲明處給了缺省值3，假設我們沒有在初始化列表中顯式對_i進行初始化，_i還是會走初始化列表，但程序是沒有錯誤的。
其次，由于_i在初始化列表進行了初始化，且值為1，我們可以從上面給大家提供的邏輯分析，由于成員變量已經顯式初始化，就不會再考慮未初始化的情形了。
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??有同學又要問，我們可不可以只用初始化列表初始化，不在函數體內部了，當然是不行的了！還是那句話：存在即合理！像這一類，需要函數邏輯來進行初始化的成員，當然還是需要在函數體內進行初始化。
建議之后初始化將缺省值、初始化列表、函數體結合起來共同實現，因為我們的成員變量（包括未顯式初始化的成員）都要走一遍初始化列表，有些初始化邏輯又必須使用函數，我們何必要浪費資源，不如都應用起來！~

?二、類型轉換

????????C語言階段我們也曾提到過類型轉換，內置類型隱式轉換，前提是他們之間是有關聯的，比如整型之間的轉換，int可以轉換為short；比如整形和浮點數之間也可以進行相互轉化，int轉換為double；再比如整型和指針的轉換；指針和指針之間也可以相互轉換。

C++支持內置類型隱式轉換為類類型對象，需要有相關內置類型為參數的構造函數。

因此，也就引申出了：

有同學會問，這種場景現實嗎？由于r1是別名，這里的1隱式轉換為A，為臨時對象，其實是可以的。但臨時對象具有常性，這是我們之前就了解過的，所以這里應該在A前加const。

?在之前的學習中，我們了解到，類型轉換會構造臨時對象，臨時對象又具有常性。

構造函數前面加explicit就不再支持隱式類型轉換。

同時，要注意一個問題，當我們對多內置類型的對象傳值時，使用（1,1）會被誤認為是逗號表達式，從而只傳了一個值，在此，我們可以使用{1,1}。

類類型的對象之間也可以隱式類型轉換，需要相應的構造函數支持。

三、static成員

??????提出一個需求，實現一個類，計算程序中創建出了多少個類對象？最能想到的方式就是定義一個全局變量_scount，每當創建一個對象調用一次拷貝構造，_scount就加1。但我們上面提到過，當編譯器同時遇到連續構造和拷貝構造，就會采用優化，變為直接構造，除非關閉優化。所以到底程序創建了多少對象，是算不明白的。

還有一個弊端，_scount作為全局變量，在任何類、函數里都可以修改，是否可以定義一個專屬于一個類的全局變量呢？
答案是可以的。這個變量就叫做靜態成員變量，它不屬于某個對象，而是屬于整個類，屬于這個類的所有對象，相當于“類中的全局變量”。屬于靜態區，不存在對象中，并且受訪問限定符的限制，不會輕易改變。

再一個問題，static靜態成員變量是不可以給缺省值的，由于它不參與對象的創建，不會走初始化列表，更不會使用缺省值。

※※※靜態成員變量要在類內聲明，類外定義。

類中的靜態成員變量怎樣訪問呢？
假設設置他為公有，那么只要指定類域or用對象訪問就可以使用（因為這兩種情況都可以讓編譯器識別到_scount這個靜態變量是屬于A類的），但是會遇到與上面提到過的全局變量一樣的問題，有隨時被修改的風險；
假設設置為私有，我們可以設置一個公有的成員函數，有點類似于Java中的get/set()。

?除了靜態成員變量，還有靜態成員函數。所謂靜態，就是在函數返回類型前加上static。
※很重要的一點，靜態成員函數的特點是沒有this指針！
也就是如果對象中有非靜態的成員變量，在靜態成員函數中是不能訪問的！
靜態成員函數應用場景：

解鎖訪問靜態成員函數的兩種姿勢：
	cout << A::Get() << endl;cout << aa1.Get() << endl;

四、友元?

我們在類外面是不能訪問私有或保護成員的，友元則提供了一種突破類訪問限定符封裝的方式。
友元分為：友元函數和友元類。
在函數聲明或者類聲明的前面加friend，并且把友元聲明放到一個類的里面。
外部友元函數可訪問類的私有和保護成員，友元函數僅僅是一種聲明，他不是類的成員函數。
友元函數可以在類定義的任何地方聲明，不受訪問限定符限制。
一個函數可以是多個類的友元函數。

友元類的成員函數都可以是另一個類的友元函數，都可以訪問另一個類中的私有和保護成員。
友元類的關系是單向的，不具有交換性，比如A類是B類的友元，但B類不是A類的友元。

友元類不能傳遞，如果A是B的友元，B是C的友元，但A不是C的友元。
友元有時提供了便利，但是友元會增加耦合度，破壞了C++的封裝特性，所以友元不宜多用。?

五、內部類

如果一個類定義在另一個類內部，這個內部類就叫做內部類。內部類是一個獨立的類，跟定義在全局相比，他只是受外部類的類域限制和訪問限定符限制，所以外部類定義的對象中不包含內部類。
如果內部類在外部類中定義為私有，那么這個內部類就是外部類的專屬類。
內部類默認是外部類的友元。

這里說明，內部類在外部類的類域里面，突破類域，可以直接訪問靜態成員變量
由于B（內部類）默認是A（外部類）的友元，所以非靜態成員變量需要通過調用對象進行訪問

內部類本質也是一種封裝，當A類跟B類緊密關聯，A類實現出來主要就是給B類使用，那么可以考慮把A類設計為B的內部類，如果放到private/protected位置，那么A類就是B類的專屬內部類，其他地方都用不了。

六、匿名對象

匿名對象，從他的名字可以看出，他是沒有名字的對象，也就是在定義時不起名字；我們在之前定義有名對象時，曾提到調用無參構造時不要寫括號，會與函數聲明沖突，分不清楚，與有名對象不同，匿名對象在調用無參構造時要加上括號，如果不加，就很容易迷惑人，不知道在寫什么。
它是由我們主動寫的，并非編譯器生成的。
匿名對象還有一個顯著的特點：它的生命周期只在當前一行。即用完就被銷毀掉了。

七、對象拷貝時的編譯器優化

現代編譯器會為了盡可能提高程序的效率，在不影響正確性的情況下，盡可能減少一些傳參和傳返回值的過程中可以省略的拷貝。
對于如何優化，C++標準并沒有嚴格規定，各個編譯器會根據情況自行處理。當前主流、相對新一點的編譯器對于連續一個表達式步驟中的連續拷貝會進行合并優化，有些更新的編譯器還會進行跨行跨表達式的合并優化。

（傳值傳參）以下兩種情況，將兩個構造過程合二為一，提高了程序效率：

（傳值返回）
總結一下：
如果用對象向函數進行傳值傳參，盡可能用匿名對象or隱式類型轉換的方式來替代有名對象（無優化）
如果傳值返回，接收返回值更推薦使用拷貝構造的方式（也就是上上圖的第一種方式）