定義抽象數(shù)據(jù)類型

初探this和

struct Sales_data
{
    string isbn(){return bookNo;}
    Sales_data & combine(const Sales_data&);
    double avg_price() const;
    string bookNo;
    unsigned units_sold=0;
    double revenue=0;
};
Sales_data total;

引入this

對(duì)于isbn成員函數(shù)的調(diào)用： total.isbn();

當(dāng)我們調(diào)用成員函數(shù)時(shí)，實(shí)則上是在替某個(gè)對(duì)象調(diào)用它。在上面的調(diào)用中，當(dāng)isbn返回bookNo時(shí)，實(shí)際上隱式地返回total.bookNo.

成員函數(shù)通過一個(gè)名為this的額外隱式參數(shù)來訪問調(diào)用它的那個(gè)對(duì)象。當(dāng)我們調(diào)用一個(gè)成員函數(shù)時(shí)，用請(qǐng)求該函數(shù)的對(duì)象地址初始化this。例如，如果調(diào)用total.isbn(),編譯器負(fù)責(zé)把total的地址傳遞給isbn的隱式形參this，可以等價(jià)認(rèn)為編譯器將該調(diào)用重寫成Sales_data::isbn(&total),調(diào)用Sales_data時(shí)的isbn成員時(shí)傳入了total的地址。

在成員函數(shù)內(nèi)部，我們可以直接使用調(diào)用該函數(shù)的對(duì)象的成員，而無須通過成員訪問運(yùn)算符來做到這一點(diǎn)，因?yàn)閠his所指的正是這個(gè)對(duì)象。任何對(duì)類成員的直接訪問都被看做this的隱式調(diào)用，例如，isbn在使用bookNo時(shí)，隱式地使用this指向的成員，就如同this->bookNo一樣。

構(gòu)造函數(shù)

定義：類通過一個(gè)或幾個(gè)特殊的成員函數(shù)來控制其對(duì)象的初始化，這些函數(shù)叫做構(gòu)造函數(shù)。

無論何時(shí)，只要類的對(duì)象被創(chuàng)建，就會(huì)執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)。

構(gòu)造函數(shù)的名字和類名一樣，構(gòu)造函數(shù)沒有返回類型，一個(gè)類可以擁有多個(gè)構(gòu)造函數(shù)，但每個(gè)構(gòu)造函數(shù)之間必須在參數(shù)數(shù)量或參數(shù)類型上存在不同。且構(gòu)造函數(shù)不能被聲明成const。

當(dāng)一個(gè)類沒有定義任何構(gòu)造函數(shù)時(shí)，編譯器會(huì)給類自動(dòng)添加一個(gè)默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，該構(gòu)造函數(shù)無須任何實(shí)參對(duì)對(duì)象進(jìn)行初始化。

對(duì)前面的Sales_data類進(jìn)行編寫構(gòu)造函數(shù)

struct Sales_data
{
    Sales_data()=default;
    Sales_data(const string &s):bookNo(s)()
    Sales_data(const string &s,unsigned n,double p):bookNo(s),units_sold(n),revenue(p*n){}
    Sales_data(istream &)
    string isbn() const{return bookNo;}
    Sales_data &combine(const Sales_data&);
    double avg_price() const;
    string bookNo;
    unsigned units_sold=0;
    double revenue=0.0;
}

(1)=default的含義

如果需要默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)起作用，那么可以在參數(shù)列表后面寫上=default來要求編譯器生成默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。

(2)構(gòu)造函數(shù)初始值列表

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

上面出現(xiàn)了兩個(gè)新的構(gòu)造函數(shù)的寫法，該部分稱為構(gòu)造函數(shù)初始值列表。

負(fù)責(zé)為新創(chuàng)建的對(duì)象的一個(gè)或幾個(gè)數(shù)據(jù)成員賦初值。構(gòu)造函數(shù)初始值是成員名字的一個(gè)列表，每個(gè)名字后面緊跟括號(hào)括起來的成員初始值。

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)，他將以合成默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)相同的方式隱式初始化。所以，第一個(gè)構(gòu)造函數(shù)等價(jià)于：

Sales_data(const string &s):bookNo(s),units_sold(0),revenue(0)();

訪問控制和封裝

訪問控制符public和private

定義在public說明符之后的成員在整個(gè)程序可被訪問。

定義在private說明符之后的成員可以被類的成員函數(shù)訪問，但是不能被使用該類的代碼訪問。

Sales_data類的新形式

class Sales_data
{
public:
    Sales_data()=default;
    Sales_data(const string &s):bookNo(s)()
    Sales_data(const string &s,unsigned n,double p):bookNo(s),units_sold(n),revenue(p*n){}
    Sales_data(istream &)
    string isbn() const{return bookNo;}
    Sales_data &combine(const Sales_data&);
private:
    double avg_price() const;
    string bookNo;
    unsigned units_sold=0;
    double revenue=0.0;
}

友元

類允許其他類或者函數(shù)訪問他的非公有成員，方法是令其他類或者函數(shù)成為他的友元。如果一個(gè)類想把一個(gè)函數(shù)作為他的友元，只需要增加一個(gè)friend關(guān)鍵字開始的函數(shù)聲明語句即可

class Sales_data
{
    friend Sales_data add(const Sales_data &,const Sales_data&);
    friend istream &read(istream&,Sales_data&);
    friend ostream &print(ostream&,const Sales_data&)
public:
    Sales_data()=default;
    Sales_data(const string &s):bookNo(s)()
    Sales_data(const string &s,unsigned n,double p):bookNo(s),units_sold(n),revenue(p*n){}
    Sales_data(istream &)
    string isbn() const{return bookNo;}
    Sales_data &combine(const Sales_data&);
private:
    double avg_price() const;
    string bookNo;
    unsigned units_sold=0;
    double revenue=0.0;
}

友元的聲明只能出現(xiàn)在類定義的內(nèi)部。友元不是類的成員，也不受他所在區(qū)域訪問控制級(jí)別的約束。

類的其他特性

可變數(shù)據(jù)成員

在一個(gè)const成員函數(shù)中，若希望修改類的某個(gè)數(shù)據(jù)成員，可以通過在變量的聲明中加入mutable關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)

class screen{
public:
        void some_menmber() const;
private:
        mutable size_t access_ctr
};
void screen::some_member() const
{
    ++access_ctr
}

返回*this的成員函數(shù)

inline Screen &Screen::set(char c)
{
    contents[cursor]=c;
    return *this;
}
inline Screen &Screen::set(pos r,pos col,char ch)
{
    contents[r*width+col]=ch;
    return *this;
}
inline Screen &Screen::move(pos r,pos c)
{
    pos row=r*width;
    cursor=row+c;
    return *this;
}

move和set一樣，返回的值是對(duì)對(duì)象的引用。

myScreen.move(4,0).set('#')；

等同于

myScreen.move(4.0);

myScreen.set('#');

假如我們定義的返回類型不是引用，則move的返回值將是*this的副本，因此調(diào)用set只能改變臨時(shí)副本，不能改變myScreen的值

友元類

例如，window_mgr類的某些成員需要訪問screen類的內(nèi)部數(shù)據(jù)，例如window_mgr的clear函數(shù)將一個(gè)指定的screen類的內(nèi)容設(shè)置為空白。

class Screen{
//window_mgr的成員可以訪問Screen類的私有部分
friend class Window_mgr
//Screen類剩余部分
}

class Window_mgr{
public:
    using ScreenIndex=std::vector<Screen>::size_type
    void clear(ScreenIndex);
private:
    std::vector<Screen> screens{Screen(24,80,' ')}
};
void Window_mgr::clear(ScreenIndex)
{
    Screen &s=screen[i];
    s.contens=string(s.height*swidth,' ')
}

構(gòu)造函數(shù)再探

構(gòu)造函數(shù)初始值列表

（1）構(gòu)造函數(shù)的初始值有時(shí)必不可少

如果成員是const或者是引用的話，必須將其初始化

class ConstRef
{
public:
    ConstRef(int ii);
private:
    int i;
    const int ci;
    int &ri;
};

成員ci和ri必須被初始化，如果沒有為他們提供構(gòu)造函數(shù)初始值的話將引發(fā)錯(cuò)誤。正確形式應(yīng)該是： ConstRef::ConstRef(int ii):i(ii),ci(ii),ri(i){};

如果成員是const，引用，或者屬于某種未提供默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的類類型，我們必須通過構(gòu)造函數(shù)初始值列表為這些成員提供初值。

(2)成員初始化順序

成員初始化的順序與他們?cè)陬惗x中的出現(xiàn)順序一致。一般來說初始化的順序沒什么特別要求，不過如果一個(gè)成員是用另一個(gè)成員來初始化的，那么著兩個(gè)成員的初始化順序就關(guān)鍵了。

例如

class X
{
    int i;
    int j;
public:
    X(int val):j(val),i(j){}
};

而編譯器實(shí)際上是先初始化i，在初始化j，而初始化i的時(shí)候發(fā)現(xiàn)j沒有值，所以上述構(gòu)造函數(shù)會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。

默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的作用

當(dāng)對(duì)象被默認(rèn)初始化或值初始化時(shí)自動(dòng)執(zhí)行默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。

默認(rèn)初始化在以下情況下發(fā)生：

（1）當(dāng)我們?cè)趬K作用域內(nèi)不適用任何初始值定義一個(gè)非靜態(tài)變量或數(shù)組時(shí)。

（2）當(dāng)一個(gè)類本身含有類類型的成員且使用合成的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)時(shí)

（3）當(dāng)類類型的成員沒有在構(gòu)造函數(shù)初始值列表中顯示地初始化時(shí)

值初始化在以下情況發(fā)生：

（1）在數(shù)組初始化的過程中如果我們提供的初始值數(shù)量少于數(shù)組的大小時(shí)

（2）當(dāng)我們不適用初始值定義一個(gè)局部靜態(tài)變量

使用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)

下面的obj的聲明可以正常通過

Sales_data obj();//正確，定義了一個(gè)函數(shù)而非對(duì)象
if(obj.isbn()==primer_5th_ed.isbn())//錯(cuò)誤：obj是一個(gè)函數(shù)

但當(dāng)我們?cè)噲D使用obj時(shí)，編譯器將報(bào)錯(cuò)，提示我們不能使對(duì)函數(shù)使用成員訪問運(yùn)算符。因?yàn)閛bj的實(shí)際含義是一個(gè)不接受任何參數(shù)的函數(shù)并且其返回值是Sales_data類型的對(duì)象。

如果想定義一個(gè)使用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行初始化的對(duì)象，正確方法是去掉對(duì)象名之后的空括號(hào)對(duì)。

Sales_data obj;

聚合類

滿足一下條件的類是聚合類：

（1）所有成員都是public的

（2）沒有定義任何構(gòu)造函數(shù)

（3）沒有類內(nèi)初始值

（4）沒有基類，也沒有虛函數(shù)

例：

struct Data
{
    int val;
    string s;
};

類的靜態(tài)成員

class Account
{
public:
    void calculate(){amount+=amount*interestRate;}
    static double rate(){return interestRate;}
    static void rate(double);
private:
    string owner;
    double amount;
    static double interestRate;
    static double initRate();
}

類的靜態(tài)成員存在于任何對(duì)象之外，對(duì)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)，因此，每個(gè)Account對(duì)象將包含兩個(gè)數(shù)據(jù)成員：owner和amout。只存在一個(gè)interestRate對(duì)象而且他被所有account對(duì)象共享。

靜態(tài)成員函數(shù)也不與任何對(duì)象綁定在一個(gè)，他們不包含this指針。作為結(jié)果，靜態(tài)成員函數(shù)不能聲明成const的，而且我們也不能在static函數(shù)體內(nèi)使用this指針。

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