【C++ Primer】类-摩杜云开发者社区

数据抽象和封装，数据抽象是一种依赖于接口和实现分离的编程技术。

一、定义抽象数据类型:
C++程序员们无须可以区分应用程序的用户以及类的用户。
1. 成员函数、非成员函数、const成员函数、this对象：
（1）成员函数：
inline int Size() const{ return m_len; } （2）非成员函数：
istream &Read(istream &is, Sales_data &item){ *** }【Note】：
如果非成员函数是类接口的组成部分，则这些函数的声明应该与类在同一个头文件内。
（3）const成员函数：在成员函数后加上常量符号，表示不能改变调用它的对象的内容。
【Note】：
常量对象，以及常量对象的引用或者指针都只能调用常量成员函数。
（4）this对象：成员函数通过一个名为this的额外的隐式参数来访问调用它的对象；引用this的目的总是指向“这个”对象，所以是一个常量指针；返回this对象的函数（更新对象的整体数据）：return *this

2. 构造函数、拷贝、赋值和析构：
（1）构造函数：构造函数的任务是初始化对象的数据成员，无论何时只要类的对象被创建，就会执行构造函数。

MyString() = default;//合成默认构造函数【C++11】。
MyString(const MyString &s);//构造函数。
SmallInt(int i = 0):val(i)//构造函数初始化列表。

【Note】：
1）构造函数没有返回类型，不能被声明为const。
2）当类没有声明任何构造函数时，编译器才会自动地生成默认构造函数（合成默认构造函数，无任何实参）；这种构造函数可能会执行错误的操作，所以不是安全的；有时候编译器不能为某些类合成默认的构造函数。

（2）拷贝构造函数、赋值函数、析构函数：

MyString(const MyString &s);//拷贝。
~MyString();//析构。
MyString &operator=(const MyString &s);//赋值。

拷贝：初始化变量、按值传递、返回一个对象；赋值：适用赋值操作符；析构：当对象不再存在时执行销毁的操作。

二、访问控制与封装:
public：成员在整个程序内可被访问。
private：封装了类的实现细节，通过成员函数访问。
一般先写public公有成员函数再写private私有成员，便于阅读程序。
【Note】：
1）适用class（成员默认是private）和struct（成员默认是public）定义类唯一的区别就是默认的访问权限。

1. 友元：
类可以允许其他类或者函数访问它的非公有成员，方法是令其他类或者函数成为它的友元，使用friend关键字。
【Note】：
1）友元函数声明只能出现在类定义的内部。
2）一般来说，最好在类定义开始或者结束前集中声明友元。

2. 封装的益处：
1）确保用户代码不会无意间破坏封装对象的状态。
2）被封装的类的具体实现细节可以随时改变，而无需调整用户级别的的代码。

三、类的其他特性:
1. 类成员再探：
可变数据成员：mutable【C++11】。一个可变数据成员永远不会是const，可以改变const成员函数中成员的值。

2. 返回*this的成员函数：
将this对象作为左值返回。一个const成员函数如果以引用的形式返回*this，那么它的返回类型将是常量引用。
基于const的重载：通过区分成员函数是否是const的，我们可以对其进行重载。因为非常量版本的函数对于常量对象不可用，所以只能在一个常量对象上调用const成员函数。

3. 类类型：
每个类定义了唯一的类型。
前向声明：当一个类要使用其他类时，需在改类前定义前向声明。

4. 友元再探：

class A
{
    friend class B;//友元类
    friend void B::clear();//令成员函数作为友元。
};

【Note】：
1）如果一个类指定了友元类，则友元类的成员函数可以访问此类包括非公有成员在内的所有成员。
2）当把一个成员函数声明为友元时，我们必须明确指出该成员函数属于哪个类。

四、类的作用域:
在类的作用域外，普通的数据和函数成员只能由对象、引用和指针使用成员访问运算符（::）；在类的外部，成员的名字被隐藏起来了。
【Note】：
1）编译器处理完类中的全部声明后才会处理成员函数的定义。
2）类型名的定义通常出现在类的开始处，这样就能确保所有使用该类型的成员都出现在类名的定义之后。
3）尽管类的成员被隐藏了，但我们仍然可以通过加上类名或者使用this强制访问成员。

五、构造函数再探:
1. 构造函数初始化列表：
建议使用构造函数初始化列表，这关系到底层效率，另外更重要的是有些成员必须初始化。
需要注意的是：构造函数初始化列表只说明用于初始化成员的值，而不限定具体执行顺序，即成员的初始化顺序与它们在类定义中的出现顺序一致。所以最好令构造函数初始值的顺序与成员声明的顺序保持一致。
【Note】：
1）如果成员是const、引用，或者属于某种未提供默认构造函数的类类型，则必须通过构造函数初始化列表为这些成员提供初值。
2）如果构造函数为所有参数都提供了默认实参，那实际上也定义了默认构造函数。

2. 默认构造函数的作用：
当对象被默认初始化或者值初始化时自动执行默认构造函数。类必须包含一个默认构造函数以便在这些情况下使用。实际上，即使定义了其他构造函数，最好也提供一个默认构造函数。

3. 隐式的类类型转换：
转换构造函数：构造函数只接受一个实参，则它实际上定义了为此类类型的隐式转换机制。
抑制构造函数定义的隐式转换：将构造函数声明为explicit。

explicit A(const string &s):a(s) {};
A a("abc");//直接初始化。
a.fun(static_cast<A>(cin));//强制执行显式转换。

【Note】：
1）关键字explicit只对一个实参的构造函数有效，只能在类内定义。
2）当我们用explicit关键字声明构造函数时，它将只能以直接初始化的形式使用，而不能使用赋值初始化。

4. 聚合类：
聚合类使得用户可以直接访问其成员，需要满足的条件如下：

所有成员都是public；
没有定义任何构造函数；
没有类内初始值；
没有基类，也没有虚函数。

struct
{
    int val;
    string s;
}

5. 字面值常量类：

类的成员都必须是字面值类型；
类必须至少包含一个constexpr构造函数。

六、类的静态成员:
有时候类需要它的一些成员与类本身直接相关，而不是与类的某个对象保持关联。通过在成员声明之前加上static关键字。
【Note】：
1）static成员只属于类，可以被所有对象共享。不能被声明为const，也不能在static函数体内使用this指针。
2）静态成员在类内使用static声明，在类外定义（不适用static），如果想在类内初始化，必须使用常量表达式（constexpr）。使用作用域运算符或者静态成员函数访问。
3）静态成员的类型可以是不完全类型。
4）与普通成员的一个区别是，静态成员可以作为默认实参。