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c教程

https://www.wendangku.net/doc/1613751719.html,
:初学者,你应当如何学习C++以及编程

Javascript是世界上最受误解的语言,其实C++何尝不是。坊间流传的错误的C++学习方法一抓就是一大把。我自己在学习C++的过程中也走了许多弯路,浪费了不少时间。

为什么会存在这么多错误认识?原因主要有三个,一是C++语言的细节太多。二是一些著名的C++书籍总在(不管有意还是无意)暗示语言细节的重要性和有趣。三是现代C++库的开发哲学必须用到一些犄角旮旯的语言细节(但注意,是库设计,不是日常编程)。这些共同塑造了C++社群的整体心态和哲学。

单是第一条还未必能够成气候,其它语言的细节也不少(尽管比起C++起来还是小巫见大巫),就拿Javascript来说,作用域规则,名字查找,closure,for/in,这些都是细节,而且其中还有违反直觉的。但许多动态语言的程序员的理念我猜大约是学到哪用到哪罢。但C++就不一样了,学C++之人有一种类似于被暗示的潜在心态,就是一定要先把语言核心基本上吃透了才能下手写出漂亮的程序。这首先就错了。这个意识形成的原因在第二点,C++书籍。市面上的C++书籍不计其数,但有一个共同的缺点,就是讲语言细节的书太多——《C++ gotchas》,《Effective C++》,《More Effective C++》,但无可厚非的是,C++是这样一门语言:要拿它满足现代编程理念的需求,尤其是C++库开发的需求,还必须得关注语言细节,乃至于在C++中利用语言细节已经成了一门学问。比如C++模板在设计之初根本没有想到模板元编程这回事,更没想到C++模板系统是图灵完备的,这也就导致了《Modern C++ Design》和《C++ Template Metaprogramming》的惊世骇俗。

这些技术的出现为什么惊世骇俗,打个比方,就好比是一块大家都认为已经熟悉无比,再无秘密可言的土地上,突然某天有人挖到原来地下还蕴藏着最丰富的石油。在这之前的C++虽然也有一些细节,但也还算容易掌握,那可是C++程序员们的happy old times,因为C++的一切都一览无余,everything is figured out。然而《Modern C++ Design》的出世告诉人们,“瞧,还有多少细节你们没有掌握啊。”于是C++程序员们久违的激情被重燃起来,奋不顾身的踏入细节的沼泽中。尤其是,模板编程将C++的细节进一步挖掘到了极致——我们干嘛关心涉及类对象的隐式转换的优先级高低?看看boost::is_base_of就可以知道有多诡异了。

但最大的问题还在于,对于这些细节的关注还真有它合适的理由:我们要开发现代模板库,要开发active library,就必须动用模板编程技术,要动用模板编程技术,就必须利用语言的犄角旮旯,enable_if,type_traits,甚至连早就古井无

波的C宏也在乱世中重生,看看boost::preprocessor有多诡异就知道了,连C宏的图灵完备性(预编译期的)都被挖掘出来了。为什么要做这些?好玩?标榜?都不是,开发库的实际需求。但这也正是最大的悲哀了。在boost里面因实际需求而动用语言细节最终居然能神奇的完成任务的最好教材就是boost::foreach,这个小设施对语言细节的发掘达到了惊天地泣鬼神的地步,不信你先试着自己去看看它的源代码,再看看作者介绍它的文章吧。而boost::typeof也不甘其后——C++语言里面有太多被“发现”而不是被“发明”的技术。难道最初无意设置这些语言规则的家伙们都是Oracles?

因为没有variadic templates,人们用宏加上缺省模板参数来实现类似效果。因为没有concepts,人们用模板加上析构函数的细节来完成类似工作。因为没有typeof,人们用模板元编程和宏加上无尽的细节来实现目标… C++开发者们的DIY精神不可谓不强。

然而,如果仅仅是因为要开发优秀的库,那么涉及这些细节都还是情有可原的,至少在C++09出现并且编译器厂商跟上之前,这些都还能说是不得已而为之。但我们广大的C++程序员呢?大众是容易被误导的,我也曾经是。以为掌握了更多的语言细节就更牛,但实际却是那些语言细节十有八九是平时编程用都用不到的。C++中众多的细节虽然在库设计者手里面有其用武之地,但普通程序员则根本无需过多关注,尤其是没有实际动机的关注。一般性的编码实践准则,以及基本的编程能力和基本功,乃至基本的程序设计理论以及算法设计。才是真正需要花时间掌握的东西。

学习最佳编码实践比学习C++更重要。看优秀的代码也比埋头用差劲的编码方式写垃圾代码要有效。直接、清晰、明了、KISS地表达意图比玩编码花招要重要…

避免去过问任何语言细节,除非必要。这个必要是指在实际编程当中遇到问题,这样就算需要过问细节,也是最省事的,懒惰者原则嘛。一个掌握了基本的编程理念并有较强学习能力的程序员在用一门陌生的语言编程时就算拿着那本语言的圣经从索引翻起也可以编出合格的程序来。十年学会编程不是指对每门语言都得十年,那一辈子才能学几门语言哪,如果按字母顺序学的话一辈子都别指望学到Ruby了;十年学习编程更不是指先把语言特性从粗到细全都吃透才敢下手编程,在实践中提高才是最重要的。

至于这种抠语言细节的哲学为何能在社群里面呈野火燎原之势,就是一个心理学的问题了。想像人们在论坛上讨论问题时,一个对语言把握很细致的人肯定能够得到更多的佩服,而由于论坛上的问题大多是小问题,

所以解决实际问题的真正能力并不能得到显现,也就是说,知识型的人能够得到更多佩服,后者便成为动力和仿效的砝码。然而真正的编程能力是与语言细节没关系的,熟练运用一门语言能够帮你最佳表达你的意图,但熟练运用一门语言绝不意味着要把它的边边角角全都记住。懂得一些常识,有了编程的基本直觉,遇到一些细节错误的时候再去查书,是最节省时间的办法。

C++的书,Bjarne的圣经《The C++ Programming Language》是高屋建瓴的。《大规模C++程序设计》是挺务实的。《Accelerated C++》是最佳入门的。《C++ Templates》是仅作参考的。《C++ Template Metaprogramming》是精力过剩者可以玩一玩的,普通程序员碰都别碰的。《ISO.IEC C++ Standard 14882》不是拿来读的。Bjarne最近在做C++的教育,新书是绝对可以期待的。

P.S. 关于如何学习编程,g9的blog上有许多精彩的文章:这里,这里,这里,这里… 实际上,我建议你去把g9老大的blog翻个底朝天 :P

再P.S. 书单?我是遑于给出一个类似《C++初学者必读》这种书单的。C++的书不计其数,被公认的好书也不胜枚举。只不过有些书容易给初学者造成一种错觉,就是“学习C++就应该是这个样子的”。比如有朋友提到的《高质量C/C++编程》,这本书有价值,但不适合初学者,初学者读这样的书容易一叶障目不见泰山。实际上,正确的态度是,细节是必要的。但细节是次要的。其实学习编程我觉得应该最先学习如何用伪码表达思想呢,君不见《Introduction to Algorithm》里面的代码?《TAOCP》中的代码?哦,对了它们是自己建立的语言,但这种仅教学目的的语言的目的就是为了避免让写程序的人一开始就忘了写程序是为了完成功能,以为写程序就是和语言细节作斗争了。Bjarne说程序的正确性最重要,boost的编码标准里面也将正确性列在性能前面。

此外,一旦建立了正确的学习编程的理念,其实什么书(只要不是太垃圾的)都有些用处。都当成参考书,用的时候从目录或索引翻,基本就对了。

再再P.S. myan老大和g9老大都给出了许多精彩的见解。我不得不再加上一个P.S。具体我就不摘录了,如果你读到这里,请务必往下看他们的评论。转载者别忘了转载他们的评论:-)

许多朋友都问我同一个问题,到底要不要学习C++。其实这个问题问得很没有意义。“学C++”和“不学C++”这个二分法是没意义的,为什么?因为这个问题很表面,甚至很浮躁。重要的不是你掌握的语言,而是你掌握的能力,借用myan老大的话,“重要的是这个磨练过程,而不是结果,要的是你粗壮的腿,而不是你身上背的那袋盐巴。”。

此外学习C++的意义其实真的是醉翁之意不在酒,像C/C++这种系统级语言,在学习的过程中必须要涉及到一些底层知识,如内存管理、编译连接系统、汇编语言、硬件体系结构等等等等知识(注意,这不包括过分犄角旮旯的语言枝节)。这些东西也就是所谓的内功了(其实最最重要的内功还是长期学习所磨练出来的自学能力)。对此大嘴Joel在《Joel On Software》里面提到的漏洞抽象定律阐述得就非常漂亮。

所以,答案是,让你成为高手的并不是你掌握什么语言,精通C++未必就能让你成为高手,不精通C++也未必就能让你成为低手。我想大家都不会怀疑g9老大如果要抄起C++做一个项目的话会比大多数自认熟练C++的人要做得漂亮。所以关键的不是语言这个表层的东西,而是底下的本质矛盾。当然,不是说那就什么语言都不要学了,按照一种曹操的逻辑,“天下语言,唯imperative与declarative耳”。C++是前者里面最复杂的一种,支持最广泛的编程范式。借用当初数学系入学大会上一个老师的话,“你数学都学了,还有什么不能学的呢?”。学语言是一个途径,如果你把它用来磨练自己,可以。如果你把它用来作为学习系统底层知识的钥匙,可以。如果你把它用来作为学习如何编写优秀的代码,如何组织大型的程序,如何进行抽象设计,可以。如果掉书袋,光啃细节,我认为不可以(除非你必须要用到细节,像boost库的coder们)。

然后再借用一下g9老大的《银弹和我们的职业》中的话:

银弹和我们的职业发展有什么相干?很简单:我们得把时间用于学习解决本质困难。新技术给高手带来方便。菜鸟们却不用指望被新技术拯救。沿用以前的比喻, 一流的摄影师不会因为相机的更新换代而丢掉饭碗,反而可能借助先进技术留下传世佳作。因为摄影的本质困难,还是摄影师的艺术感觉。热门技术也就等于相机。 不停追新,学习这个框架,那个软件,好比成天钻研不同相机的说明书。而热门技术后的来龙去脉,才好比摄影技术。为什么推出这个框架?它解决了什么其它框架 不能解决的问题?它在哪里适用?它在哪里不适用?它用了什么新的设计?它改进了哪些旧的设计?Why is forever. 和 朋友聊天时提到Steve McConnell的《Professional Software Development》里面引了一个调查,说软件开发技术的半衰期20年。也就是说20年后我们现在知识里一半的东西过时。相当不坏。朋友打趣道:“应 该说20年后IT界一半的技术过时,我们学的过时技术远远超过这个比例。具体到某人,很可能5年他就废了”。话虽悲观,但可见选择学习内容的重要性。学习 本质技艺(技术迟早过时,技艺却常用

长新)还有一好处,就是不用看着自己心爱的技术受到挑战的时候干嚎。C/C++过时就过时了呗,只要有其它的系统编程 语言。Java倒了就倒了呗,未必我不能用.NET?Ruby昙花一现又如何。如果用得不爽,换到其它动态语言就是了。J2EE被废了又怎样?未必我们就 做不出分布系统了?这里还举了更多的例子。

一句话,只有人是真正的银弹。职业发展的目标,就是把自己变成银弹。那时候,你就不再是人,而是人弹。

最后就以我在Bjarne的众多访谈当中摘录的一些关于如何学习C++(以及编程)的看法结束吧(没空逐段翻译了,只将其中我觉得最重要的几段译了一下,当然,其它也很重要,这些段落是在Bjarne的所有采访稿中摘抄出来的,所以强烈建议都过目一下):



译:我感觉人们过多关注了所谓“效率”以及跟随编程风格的潮流,却严重忽视了本不该被忽视的问题,如“我究竟想要构建什么样的系统”、“怎样才能使它正确”。最关键的问题永远是:“我究竟想要做什么?”和“如何才能知道我的系统是否已经完成了呢?”就拿我来说吧,我会在编写第一行代码之前就考虑测试方案,而且这还是在我关于应当早于设计完成之前就进行编码的观点的前提之下。



译:诚然,C++非常复杂。诚然,人们迷失其中了。然而问题是,大多数人不是因为首先对自己想要表达什么有了清晰的认识只不过在去C++语言中搜寻合适的语言特性时迷失的,相反,大多数人是在不觉成为语言律师的路上迷失在细节的丛林中的。事实是,只需对数据抽象、类体系结构(OOP)以及参数化类型(GP)有一个相当一般层面的了解,C++纷繁的语言特性也就清晰起来了。

很好,我不认为我做了这样一种交易。 我想要典雅和高效率的代码。 有时我得到它。 这些二分化(在效率对正确性,效率对程序员时间,效率对高级,和cetera之间。)是伪造的。
我认为真正问题是我们(即我们软件开发商)是在一种永久紧急状态,掌握在秸杆完成我们的工作。 我们通过尝试、对强力的过份用途执行许多较小奇迹和许多和许多测试,但--那么经常--它不是足够。
软件开发商变得娴熟在建立合理地可靠的系统困难的艺术在不可靠的零件外面。 断枝是我们不确切地经常懂得怎么我们做了它: 系统正义类最小地转变成可接受的事。 亲自,我喜欢知道何时系统将运作,并且为什么它将。
比在是称赞的有在语言开发的更加有用的系统被视为可怕语言美丽的--许多。 一种编程语言的目的将帮助建立好系统,哪里好可以被定义用许多方式。 我简要的定义是,正确,可维护和

充分地斋戒。 美学问题,但语言一定首要是有用的; 它必须允许真实世界的程序员表达真实世界的想法简洁地和付得起。
我是肯定的为烦恶C++的每位程序员,有一个谁喜欢。 然而,我的朋友去会议,主要报告人要求观众以举手方式表明,一个,多少个人烦恶C++和二,多少个人写了一个C++节目。 比秒钟两次有许多人在第一个小组。 表达您不知道对事的反感通常通认作为偏见。 并且,控诉人比拥护者总大声和肯定--合理的人民承认缺点。 我认为我知道更多关于问题与C++比关于任何人,但我也会如何避免他们和使用C++力量。
无论如何,我不认为它是真实的编程语言是很难学会。 例如,每本第一年大学生物课本比甚而专家级编程语言书包含更多细节和更加深刻的理论。 多数应用介入标准、操作系统、在复杂超出现代编程语言的图书馆和工具。 什么是困难的是部下的技术和他们的应用的欣赏到真实世界的问题。 明显地,多数当前语言有是多余地复杂的许多零件,但程度那些复杂与某一理想的极小值比较经常被夸大。
我们需要相对地复杂语言应付绝对复杂问题。 我注意到,英语可争论是最大和多数复杂语言在世界(被测量总数词和成语),而且一个最成功。
++在演变方法提供一个好,延长的专题研究。 C兼容性比I是期望的坚硬维护或任何人。 一部分的原因是C保留了演变,部份地引导由坚持的人, C++兼容性为C.不是必要和好。 另一个原因-- 大概更加重要--是组织更喜欢在C/C++子集的接口,以便他们可以支持两种语言以唯一努力。 这在用户导致恒定的压力不使用最强有力的C++特点和神话关于为什么应该由只有专家仔细地,少有地使用他们,或者。 与C++落后看的教学结合,导致了许多疏忽获得C++的潜在的好处作为一种高级语言与强有力的抽象机制。
问题是多么深深地集成应用那些系统附庸是。 我更喜欢通过接口代码薄层将概念上设计在隔离从部下的系统,与一个明确地已定义界面对外面世界,然后集成的应用。
有我有机会命名样式编程我最好喜欢,它将是针对类的编程,另一方面,但我不是特别擅长于发现清脆的名字。 我属于的想法-扎根于Simula和相关的设计原理-强调编译时间检查和灵活的(静态)类型系统的角色。 辩解关于节目的行为必须根源于原始代码的(静止)结构。 焦点应该在保证,不变式等等。 哪些严密被栓对那个静态结构。 这是我知道有效地应付正确性的唯一的方式。 测试是根本的,但不可能是系统和完全的没有一个好内部节目结构-头脑简丹blackbox测试所有重大系统是不能实行的由于状态指数爆炸


如此,我推荐人认为根据类invariants、异常处理保证、高度被构造的资源管理等等。 我应该补充说,我强烈地烦恶调试(如啊尤其和无系统)和强烈喜欢辩解关于原始代码和系统测试。
赞成: 灵活性,普通性,表现,轻便,好工具支持,可利用在更多平台比所有竞争者除去对硬件和系统资源的C、通入,程序员的好可及性和设计师。 负面因素: 复杂、恶劣的教学造成的最适度一下的用途和神话。

:(一) C++与C语言的区别

注明:以下及其后续内容部分摘自《Standard C++ Bible》,所有程序代码都在Visual Stdio 6.0中编译运行,操作系统为WinXP。本文不涉及VC6.0开发工具的使用,只讲解C++语法知识。
C++和C的共同部分就不讲解了(如 常量和变量,循环语句和循环控制,数组和指针等,这里面的一些区别会在本节和下节介绍一下),具体可看精华区->新手上路->C语言入门,本文着重介绍C++的特点,如类、继承和多重继承、运算符重载、类模板、C++标准库、模板库、等等。

一、C++概述
(一) 发展历史
1980年,Bjarne Stroustrup博士开始着手创建一种模拟语言,能够具有面向对象的程序设计特色。在当时,面向对象编程还是一个比较新的理念,Stroustrup博士并不是从头开始设计新语言,而是在C语言的基础上进行创建。这就是C++语言。
1985年,C++开始在外面慢慢流行。经过多年的发展,C++已经有了多个版本。为次,ANSI和ISO的联合委员会于1989年着手为C++制定标准。1994年2月,该委员会出版了第一份非正式草案,1998年正式推出了C++的国际标准。
(二) C和C++
C++是C的超集,也可以说C是C++的子集,因为C先出现。按常理说,C++编译器能够编译任何C程序,但是C和C++还是有一些小差别。
例如C++增加了C不具有的关键字。这些关键字能作为函数和变量的标识符在C程序中使用,尽管C++包含了所有的C,但显然没有任何C++编译器能编译这样的C程序。
C程序员可以省略函数原型,而C++不可以,一个不带参数的C函数原型必须把void写出来。而C++可以使用空参数列表。
C++中new和delete是对内存分配的运算符,取代了C中的malloc和free。
标准C++中的字符串类取代了C标准C函数库头文件中的字符数组处理函数。
C++中用来做控制态输入输出的iostream类库替代了标准C中的stdio函数库。
C++中的try/catch/throw异常处理机制取代了标准C中的setjmp()和longjmp()函数。

二、关键字和变量
C++相对与C增加了一些关键字,如下:

typename bool dynamic_cast mutable namespace
static_cast using catch explicit new
virtual operator false private template
volatile const protected this wchar_t
const_cast public throw friend true
reinterpret_cast

try
bitor xor_e and_eq compl or_eq
not_eq bitand

在C++中还增加了bool型变量和wchar_t型变量:
布尔型变量是有两种逻辑状态的变量,它包含两个值:真和假。如果在表达式中使用了布尔型变量,那么将根据变量值的真假而赋予整型值1或0。要把一个整型变量转换成布尔型变量,如果整型值为0,则其布尔型值为假;反之如果整型值为非0,则其布尔型值为真。布儿型变量在运行时通常用做标志,比如进行逻辑测试以改变程序流程。

#include iostream.h
int main()
{
bool flag;
flag=true;
if(flag) cout< return 0;
}

C++中还包括wchar_t数据类型,wchar_t也是字符类型,但是是那些宽度超过8位的数据类型。许多外文字符集所含的数目超过256个,char字符类型无法完全囊括。wchar_t数据类型一般为16位。
标准C++的iostream类库中包括了可以支持宽字符的类和对象。用wout替代cout即可。

#include iostream.h
int main()
{
wchar_t wc;
wc='b';
wout< wc='y';
wout< wc='e';
wout< return 0;
}

说明一下:某些编译器无法编译该程序(不支持该数据类型)。

三、强制类型转换
有时候,根据表达式的需要,某个数据需要被当成另外的数据类型来处理,这时,就需要强制编译器把变量或常数由声明时的类型转换成需要的类型。为此,就要使用强制类型转换说明,格式如下:

int* iptr=(int*) &table;
表达式的前缀(int*)就是传统C风格的强制类型转换说明(typecast),又可称为强制转换说明(cast)。强制转换说明告诉编译器把表达式转换成指定的类型。有些情况下强制转换是禁用的,例如不能把一个结构类型转换成其他任何类型。数字类型和数字类型、指针和指针之间可以相互转换。当然,数字类型和指针类型也可以相互转换,但通常认为这样做是不安全而且也是没必要的。强制类型转换可以避免编译器的警告。

long int el=123;
short i=(int) el;

float m=34.56;
int i=(int) m;

上面两个都是C风格的强制类型转换,C++还增加了一种转换方式,比较一下上面和下面这个书写方式的不同:

long int el=123;
short i=int (el);

float m=34.56;
int i=int (m);

使用强制类型转换的最大好处就是:禁止编译器对你故意去做的事发出警告。但是,利用强制类型转换说明使得编译器的类型检查机制失效,这不是明智的选择。通常,是不提倡进行强制类型转换的。除非不可避免,如要调用malloc()函数时要用的void型指针转换成指定类型指针。

四、标准输入输出流
在C语言中,输入输出是使用语句scanf()和printf()来实现的,而C++中是使用类来实现的。

#include iostream.h
main() //C++中main()函数默认为int型,而C语言中默认为void型。
{
int a;
cout< cin>>a; /*输入

一个数值*/
cout< return 0;
}

cin,cout,endl对象,他们本身并不是C++语言的组成部分。虽然他们已经是ANSI标准C++中被定义,但是他们不是语言的内在组成部分。在C++中不提供内在的输入输出运算符,这与其他语言是不同的。输入和输出是通过C++类来实现的,cin和cout是这些类的实例,他们是在C++语言的外部实现。
在C++语言中,有了一种新的注释方法,就是‘//’,在该行//后的所有说明都被编译器认为是注释,这种注释不能换行。C++中仍然保留了传统C语言的注释风格/*……*/。
C++也可采用格式化输出的方法:

#include iostream.h
int main()
{
int a;
cout< cin>>a;
cout<设置首页 -

六、函数重载
在C++中,允许有相同的函数名,不过它们的参数类型不能完全相同,这样这些函数就可以相互区别开来。而这在C语言中是不允许的。
1.参数个数不同

#include iostream.h
void a(int,int);
void a(int);

int main()
{
a(5);
a(6,7);
return 0;
}

void a(int i)
{
cout< }

void a(int i,int j)
{
cout< }

2.参数格式不同

#include iostream.h
void a(int,int);
void a(int,float);

int main()
{
a(5,6);
a(6,7.0);
return 0;
}

void a(int i,int j)
{
cout< }

void a(int i,float j)
{
cout< }

七、变量作用域
C++语言中,允许变量定义语句在程序中的任何地方,只要在是使用它之前就可以;而C语言中,必须要在函数开头部分。而且C++允许重复定义变量,C语言也是做不到这一点的。看下面的程序:

#include iostream.h

int a;

int main()
{
cin>>a;
for(int i=1;i<=10;i++) //C语言中,不允许在这里定义变量
{
static int a=0; //C语言中,同一函数块,不允许有同名变量
a+=i;
cout<<::a<< < }
return 0;
}

八、new和delete运算符
在C++语言中,仍然支持malloc()和free()来分配和释放内存,同时增加了new和delete来管理内存。
1.为固定大小的数组分配内存

#include iostream.h

int main()
{
int *birthday=new int[3];
birthday[0]=6;
birthday[1]=24;
birthday[2]=1940;
cout< < delete [] birthday; //注意这儿
return 0;
}

在删除数组时,delete运算符后要有一对方括号。
2.为动态数组分配内存

#include iostream.h
#include stdlib.h

int main()
{
int size;
cin>>size;
int *array=new int[size];
for(int i=0;i array[i]=rand();
for(i=0;i cout<<'\n'< delete [] array;
return 0;
}

九、引用型变量
在C++中,引用是一个经常使用的概念。引用型变量是其他变量的一个别名,我们可以认为他们只是名字不相同,其他都是相同的。
1.引用是一个别名
C++中的引用是其他变量的别名。声明一个引用型变量,需要给他一个初始化值,在变量的生存周期内,该值不会改变。& 运算符定义了一个引用型变量:

int a;
int& b=a;

先声明一

个名为a的变量,它还有一个别名b。我们可以认为是一个人,有一个真名,一个外号,以后不管是喊他a还是b,都是叫他这个人。同样,作为变量,以后对这两个标识符操作都会产生相同的效果。

#include iostream.h

int main()
{
int a=123;
int& b=a;
cout< a++;
cout< b++;
cout< return 0;
}

2.引用的初始化
和指针不同,引用变量的值不可改变。引用作为真实对象的别名,必须进行初始化,除非满足下列条件之一:
(1) 引用变量被声明为外部的,它可以在任何地方初始化
(2) 引用变量作为类的成员,在构造函数里对它进行初始化
(3) 引用变量作为函数声明的形参,在函数调用时,用调用者的实参来进行初始化
3.作为函数形参的引用
引用常常被用作函数的形参。以引用代替拷贝作为形参的优点:
引用避免了传递大型数据结构带来的额外开销
引用无须象指针那样需要使用*和->等运算符

#include iostream.h

void func1(s p);
void func2(s& p);

struct s
{
int n;
char text[10];
};

int main()
{
static s str={123,China};
func1(str);
func2(str);
return 0;
}

void func1(s p)
{
cout< cout< }

void func2(s& p)
{
cout< cout< }

从表面上看,这两个函数没有明显区别,不过他们所花的时间却有很大差异,func2()函数所用的时间开销会比func2()函数少很多。它们还有一个差别,如果程序递归func1(),随着递归的深入,会因为栈的耗尽而崩溃,但func2()没有这样的担忧。
4.以引用方式调用
当函数把引用作为参数传递给另一个函数时,被调用函数将直接对参数在调用者中的拷贝进行操作,而不是产生一个局部的拷贝(传递变量本身是这样的)。这就称为以引用方式调用。把参数的值传递到被调用函数内部的拷贝中则称为以传值方式调用。

#include iostream.h

void display(const Date&,const char*);
void swapper(Date&,Date&);

struct Date
{
int month,day,year;
};

int main()
{
static Date now={2,23,90};
static Date then={9,10,60};
display(now,Now: );
display(then,Then: );
swapper(now,then);
display(now,Now: );
display(then,Then: );
return 0;
}

void swapper(Date& dt1,Date& dt2)
{
Date save;
save=dt1;
dt1=dt2;
dt2=save;
}

void display(const Date& dt,const char *s)
{
cout< cout< }

5.以引用作为返回值

#include iostream.h

struct Date
{
int month,day,year;
};
Date birthdays[]=
{
{12,12,60};
{10,25,85};
{5,20,73};
};

const Date& getdate(int n)
{
return birthdays[n-1];
}

int main()
{
int dt=1;
while(dt!=0)
{
cout< cin>>dt;
if(dt>0 && dt<4)
{
const Date& bd=getdate(dt);
cout< }
}
return 0;
}
程序都很简单,就不讲解了

:(二) 类的设计,构造函数和析构函数

类是编程人员表达自定义数据类型的C++机制。它和C语言中的结构类似,C++

类支持数据抽象和面向对象的程序设计,从某种意义上说,也就是数据类型的设计和实现。

一、类的设计
1.类的声明

class 类名
{
private: //私有
...
public: //公有
...
};

2.类的成员
一般在C++类中,所有定义的变量和函数都是类的成员。如果是变量,我们就叫它数据成员如果是函数,我们就叫它成员函数。
3.类成员的可见性
private和public访问控制符决定了成员的可见性。由一个访问控制符设定的可访问状态将一直持续到下一个访问控制符出现,或者类声明的结束。私有成员仅能被同一个类中的成员函数访问,公有成员既可以被同一类中的成员函数访问,也可以被其他已经实例化的类中函数访问。当然,这也有例外的情况,这是以后要讨论的友元函数。
类中默认的数据类型是private,结构中的默认类型是public。一般情况下,变量都作为私有成员出现,函数都作为公有成员出现。
类中还有一种访问控制符protected,叫保护成员,以后再说明。
4.初始化
在声明一个类的对象时,可以用圆括号()包含一个初始化表。

看下面一个例子:

#include iostream.h

class Box
{
private:
int height,width,depth; //3个私有数据成员
public:
Box(int,int,int);
~Box();
int volume(); //成员函数
};

Box::Box(int ht,int wd,int dp)
{
height=ht;
width=wd;
depth=dp;
}

Box::~Box()
{
//nothing
}

int Box::volume()
{
return height*width*depth;
}

int main()
{
Box thisbox(3,4,5); //声明一个类对象并初始化
cout< return 0;
}

当一个类中没有private成员和protected成员时,也没有虚函数,并且不是从其他类中派生出来的,可以用{}来初始化。(以后再讲解)
5.内联函数
内联函数和普通函数的区别是:内联函数是在编译过程中展开的。通常内联函数必须简短。定义类的内联函数有两种方法:一种和C语言一样,在定义函数时使用关键字inline。如:

inline int Box::volume()
{
return height*width*depth;
}

还有一种方法就是直接在类声明的内部定义函数体,而不是仅仅给出一个函数原型。我们把上面的函数简化一下:

#include iostream.h

class Box
{
private:
int height,width,depth;
public:
Box(int ht,int wd,int dp)
{
height=ht;
width=wd;
depth=dp;
}
~Box();
int volume()
{
return height*width*depth;
}
};

int main()
{
Box thisbox(3,4,5); //声明一个类对象并初始化
cout< return 0;
}

这样,两个函数都默认为内联函数了。


二、构造函数
什么是构造函数?通俗的讲,在类中,函数名和类名相同的函数称为构造函数。上面的Box()函数就是构造函数。C++允许同名函数,也就允许在一个类中有多个构造函数。如果一个都没有,编译器将为该类产生一个默认的构造函

数,这个构造函数可能会完成一些工作,也可能什么都不做。
绝对不能指定构造函数的类型,即使是void型都不可以。实际上构造函数默认为void型。
当一个类的对象进入作用域时,系统会为其数据成员分配足够的内存,但是系统不一定将其初始化。和内部数据类型对象一样,外部对象的数据成员总是初始化为0。局部对象不会被初始化。构造函数就是被用来进行初始化工作的。当自动类型的类对象离开其作用域时,所站用的内存将释放回系统。
看上面的例子,构造函数Box()函数接受三个整型擦黑素,并把他们赋值给立方体对象的数据成员。
如果构造函数没有参数,那么声明对象时也不需要括号。
1.使用默认参数的构造函数
当在声明类对象时,如果没有指定参数,则使用默认参数来初始化对象。

#include iostream.h

class Box
{
private:
int height,width,depth;
public:
Box(int ht=2,int wd=3,int dp=4)
{
height=ht;
width=wd;
depth=dp;
}
~Box();
int volume()
{
return height*width*depth;
}
};

int main()
{
Box thisbox(3,4,5); //初始化
Box defaulbox; //使用默认参数

cout< cout<
return 0;
}

2.默认构造函数
没有参数或者参数都是默认值的构造函数称为默认构造函数。如果你不提供构造函数,编译器会自动产生一个公共的默认构造函数,这个构造函数什么都不做。如果至少提供一个构造函数,则编译器就不会产生默认构造函数。
3.重载构造函数
一个类中可以有多个构造函数。这些构造函数必须具有不同的参数表。在一个类中需要接受不同初始化值时,就需要编写多个构造函数,但有时候只需要一个不带初始值的空的Box对象。

#include iostream.h

class Box
{
private:
int height,width,depth;
public:
Box() { //nothing }
Box(int ht=2,int wd=3,int dp=4)
{
height=ht;
width=wd;
depth=dp;
}
~Box();
int volume()
{
return height*width*depth;
}
};

int main()
{
Box thisbox(3,4,5); //初始化
Box otherbox;
otherbox=thisbox;
cout< return 0;
}

这两个构造函数一个没有初始化值,一个有。当没有初始化值时,程序使用默认值,即2,3,4。
但是这样的程序是不好的。它允许使用初始化过的和没有初始化过的Box对象,但它没有考虑当thisbox给otherbox赋值失败后,volume()该返回什么。较好的方法是,没有参数表的构造函数也把默认值赋值给对象。

class Box
{
int height,width,depth;
public:
Box()
{
height=0;width=0;depth=0;
}
Box(int ht,int wd,int dp)
{
height=ht;width=wd;depth=dp;
}
int volume()
{
return height*width*depth;
}
};

这还不是最好的方法,更好的方法是使用默认参数,根本不需要不带参数的构造函数。

class Box
{
int height,width,depth;
public:
Box(int ht=0,int wd=0,int

dp=0)
{
height=ht;width=wd;depth=dp;
}
int volume()
{
return height*width*depth;
}
};

三、析构函数
当一个类的对象离开作用域时,析构函数将被调用(系统自动调用)。析构函数的名字和类名一样,不过要在前面加上 ~ 。对一个类来说,只能允许一个析构函数,析构函数不能有参数,并且也没有返回值。析构函数的作用是完成一个清理工作,如释放从堆中分配的内存。
我们也可以只给出析构函数的形式,而不给出起具体函数体,其效果是一样的,如上面的例子。但在有些情况下,析构函数又是必需的。如在类中从堆中分配了内存,则必须在析构函数中释放


:(三) 类的转换

C++的内部数据类型遵循隐式类型转换规则。假设某个表达市中使用了一个短整型变量,而编译器根据上下文认为这儿需要是的长整型,则编译器就会根据类型转换规则自动把它转换成长整型,这种隐式转换出现在赋值、参数传递、返回值、初始化和表达式中。我们也可以为类提供相应的转换规则。
对一个类建立隐式转换规则需要构造一个转换函数,该函数作为类的成员,可以把该类的对象和其他数据类型的对象进行相互转换。声明了转换函数,就告诉了编译器,当根据句法判定需要类型转换时,就调用函数。
有两种转换函数。一种是转换构造函数;另一种是成员转换函数。需要采用哪种转换函数取决于转换的方向。

一、转换构造函数
当一个构造函数仅有一个参数,且该参数是不同于该类的一个数据类型,这样的构造函数就叫转换构造函数。转换构造函数把别的数据类型的对象转换为该类的一个对象。和其他构造函数一样,如果声明类的对象的初始化表同转换构造函数的参数表相匹配,该函数就会被调用。当在需要使用该类的地方使用了别的数据类型,便宜器就会调用转换构造函数进行转换。

#include iostream.h
#include time.h
#include stdio.h

class Date
{
int mo, da, yr;
public:
Date(time_t);
void display();
};

void Date::display()
{
char year[5];
if(yr<10)
sprintf(year,0%d,yr);
else
sprintf(year,%d,yr);
cout< }

Date::Date(time_t now)
{
tm* tim=localtime(&now);
da=tim->tm_mday;
mo=tim->tm_mon+1;
yr=tim->tm_year;
if(yr>=100) yr-=100;
}

int main()
{
time_t now=time(0);
Date dt(now);
dt.display();
return 0;
}

本程序先调用time()函数来获取当前时间,并把它赋给time_t对象;然后程序通过调用Date类的转换构造函数来创建一个Date对象,该对象由time_t对象转换而来。time_t对象先传递给localtime()函数,然后返回一个指向tm结构(time.h文件中声明)的指针,然后构造函数把结构中的日月年的数值拷贝给Date对象的数据成员,这就完成了从time_t对

象到Date对象的转换。

二、成员转换函数
成员转换函数把该类的对象转换为其他数据类型的对象。在成员转换函数的声明中要用到关键字operator。这样声明一个成员转换函数:
operator aaa();
在这个例子中,aaa就是要转换成的数据类型的说明符。这里的类型说明符可以是任何合法的C++类型,包括其他的类。如下来定义成员转换函数;
Classname::operator aaa()
类名标识符是声明了该函数的类的类型说明符。上面定义的Date类并不能把该类的对象转换回time_t型变量,但可以把它转换成一个长整型值,计算从2000年1月1日到现在的天数。

#include iostream.h

class Date
{
int mo,da,yr;
public:
Date(int m,int d,int y) {mo=m; da=d; yr=y;}
operator int(); //声明
};

Date::operator int() //定义
{
static int dys[]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
int days=yr-2000;
days*=365;
days+=(yr-2000)/4;
for(int i=0;i days+=dys[i];
days+=da;
return days;
}

int main()
{
Date now(12,24,2003);
int since=now;
cout< return 0;
}

三、类的转换
上面两个例子都是C++类对象和内部数据对象之间的相互转换。也可以定义转换函数来实现两个类对象之间的相互转换。

#include iostream.h

class CustomDate
{
public:
int da, yr;
CustomDate(int d=0,int y=0) {da=d; yr=y;}
void display()
{
cout< }
};

class Date
{
int mo, da, yr;
public:
Date(int m=0,int d=0,int y=0) {mo=m; da=d; yr=y;}
Date(const CustomDate&); //转换构造函数
operator CustomDate(); //成员转换函数
void display()
{
cout< }
};

static int dys[] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};

Date::Date(const CustomDate& jd)
{
yr=jd.yr;
da=jd.da;
for(mo=0;mo<11;mo++)
if(da>dys[mo]) da-=dys[mo];
else break;
mo++;
}

Date::operator CustomDate()
{
CustomDate cd(0,yr);
for(int i=0;i cd.da+=da;
return cd;
}

int main()
{
Date dt(12,24,3);
CustomDate cd;
cd = dt; //调用成员转换函数
cd.display();
dt = cd; //调用转换构造函数
dt.display();
return 0;
}

这个例子中有两个类CustomDate和Date,CustomDate型日期包含年份和天数。
这个例子没有考虑闰年情况。但是在实际构造一个类时,应该考虑到所有问题的可能性。
在Date里中具有两种转换函数,这样,当需要从Date型变为CustomDate型十,可以调用成员转换函数;反之可以调用转换构造函数。
不能既在Date类中定义成员转换函数,又在CustomDate类里定义转换构造函数。那样编译器在进行转换时就不知道该调用哪一个函数,从而出错。

四、转换函数的调用
C++里调用转换函数有三种形式:第一种是隐式转换,例如编译器需要一个Date对象,而程序提供的是CustomDate对象,编译器会自动调用合适的转换函数。另外两种都是需要在程序代码中明确给出的显式转换。C++强制类

型转换是一种,还有一种是显式调用转换构造函数和成员转换函数。下面的程序给出了三中转换形式:

#include iostream.h

class CustomDate
{
public:
int da, yr;
CustomDate(int d=0,int y=0) {da=d; yr=y;}
void display()
{
cout< }
};

class Date
{
int mo, da, yr;
public:
Date(int m,int d,int y)
{
mo=m; da=d; yr=y;
}
operator CustomDate();
};

Date::operator CustomDate()
{
static int dys[]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
CustomDate cd(0,yr);
for(int i=0;i cd.da+=da;
return cd;
}

int main()
{
Date dt(11,17,89);
CustomDate cd;

cd = dt;
cd.display();

cd = (CustomDate) dt;
cd.display();

cd = CustomDate(dt);
cd.display();

return 0;
}

五、转换发生的情形
上面的几个例子都是通过不能类型对象之间的相互赋值来调用转换函数,还有几种调用的可能:
参数传递
初始化
返回值
表达式语句
这些情况下,都有可能调用转换函数。
下面的程序不难理解,就不分析了。

#include iostream.h

class CustomDate
{
public:
int da, yr;
CustomDate() {}
CustomDate(int d,int y) { da=d; yr=y;}
void display()
{
cout< }
};

class Date
{
int mo, da, yr;
public:
Date(int m,int d,int y) { mo=m; da=d; yr=y; }
operator CustomDate();
};

Date::operator CustomDate()
{
static int dys[]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
CustomDate cd(0,yr);
for (int i=0;i cd.da+=da;
return cd;
}

class Tester
{
CustomDate cd;
public:
explicit Tester(CustomDate c) { cd=c; }
void display() { cd.display(); }
};

void dispdate(CustomDate cd)
{
cd.display();
}

CustomDate rtndate()
{
Date dt(9,11,1);
return dt;
}

int main()
{
Date dt(12,24,3);
CustomDate cd;

cd = dt;
cd.display();

dispdate(dt);

Tester ts(dt);
ts.display();

cd = rtndate();
cd.display();

return 0;
}

六、显式构造函数
注意上面Tester类的构造函数前面有一个explicit修饰符。如果不加上这个关键字,那么在需要把CustomDate对象转换成Tester对象时,编译器会把该函数当作转换构造函数来调用。但是有时候,并不想把这种只有一个参数的构造函数用于转换目的,而仅仅希望用它来显式地初始化对象,此时,就需要在构造函数前加explicit。如果在声明了Tester对象以后使用了下面的语句将导致一个错误:
ts=jd; //error
这个错误说明,虽然Tester类中有一个以Date型变量为参数的构造函数,编译器却不会把它看作是从Date到Tester的转换构造函数,因为它的声明中包含了explicit修饰符。

七、表达式内部的转换
在表达式内部,如果发现某个类型和需要的不一致,就会发生错误。数字类型的转换是很简单,这里就不举例了。下面的程序是把Date对象转换成长整型值。

#include iostream.h

class Date
{
int mo, da, yr;
public:
Date(int m,int d,int y)
{
mo=m; da=d

; yr=y;
}
operator long();
};

Date::operator long()
{
static int dys[]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
long days=yr;
days*=365;
days+=(yr-1900)/4; //从1900年1月1日开始计算
for(int i=0;i days+=da;
return days;
}

int main()
{
Date today(12,24,2003);
const long ott=123;
long sum=ott+today;
cout< return 0;
}

在表达式中,当需要转换的对象可以转换成某个数字类型,或者表达式调用了作用于某个类的重载运算符时,就会发生隐式转换。运算符重载以后再学习。

:(四) 私有数据成员和友元

一、私有数据成员的使用
1.取值和赋值成员函数
面向对象的约定就是保证所有数据成员的私有性。一般我们都是通过公有成员函数来作为公共接口来读取私有数据成员的。某些时候,我们称这样的函数为取值和赋值函数。
取值函数的返回值和传递给赋值函数的参数不必一一匹配所有数据成员的类型。

#include iostream.h

class Date
{
int mo, da, yr;
public:
Date(int m,int d,int y) { mo=m; da=d; yr=y; }
int getyear() const { return yr; }
void setyear(int y) { yr = y; }
};

int main()
{
Date dt(4,1,89);
cout< dt.setyear(97);
cout< return 0;
}

上面的例子很简单,不分析了。要养成这样的习惯,通过成员函数来访问和改变类中的数据。这样有利于软件的设计和维护。比如,改变Date类内部数据的形式,但仍然用修改过的getyear()和setyear()来提供访问接口,那么使用该类就不必修改他们的代码,仅需要重新编译程序即可。
2.常量成员函数
注意上面的程序中getyear()被声明为常量型,这样可以保证该成员函数不会修改调用他的对象。通过加上const修饰符,可以使访问对象数据的成员函数仅仅完成不会引起数据变动的那些操作。
如果程序声明某个Date对象为常量的话,那么该对象不得调用任何非常量型成员函数,不论这些函数是否真的试图修改对象的数据。只有把那些不会引起数据改变的函数都声明为常量型,才可以让常量对象来调用。
3.改进的成员转换函数
下面的程序改进了从Date对象到CustomDate对象的成员转换函数,用取值和赋值函数取代了使用公有数据成员的做法。(以前的程序代码在上一帖中)

#include iostream.h

class CustomDate
{
int da,yr;
public:
CustomDate() {}
CustomDate(int d,int y) { da=d; yr=y; }
void display() const {cout< int getday() const { return da; }
void setday(int d) { da=d; }
};

class Date
{
int mo,da,yr;
public:
Date(int m,int d,int y) { mo=m; da=d; yr=y; }
operator CustomDate() const;
};

Date::operator CustomDate() const
{
static int dys[] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
CustomDate cd(0,yr);
int day=da;
for(int i=0;i cd.setday(day);
return cd;
}

int main()
{
Date dt(11,17,89);
CustomDate cd;
cd=dt;
cd.displ

ay();
return 0;
}

注意上面的程序中Date::operator CustomDate()声明为常量型,因为这个函数没有改变调用它对象的数据,尽管它修改了一个临时CustomDate对象并将其作为函数返回值。

二、友元
前面已经说过了,私有数据成员不能被类外的其他函数读取,但是有时候类会允许一些特殊的函数直接读写其私有数据成员。
关键字friend可以让特定的函数或者别的类的所有成员函数对私有数据成员进行读写。这既可以维护数据的私有性,有可以保证让特定的类或函数能够直接访问私有数据。
1.友元类
一个类可以声明另一个类为其友元,这个友元的所有成员函数都可以读写它的私有数据。

#include iostream.h

class Date;

class CustomDate
{
int da,yr;
public:
CustomDate(int d=0,int y=0) { da=d; yr=y; }
void display() const {cout< friend Date; //这儿
};

class Date
{
int mo,da,yr;
public:
Date(int m,int d,int y) { mo=m; da=d; yr=y; }
operator CustomDate();
};

Date::operator CustomDate()
{
static int dys[] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
CustomDate cd(0, yr);
for (int i=0;i cd.da+=da;
return cd;
}

int main()
{
Date dt(11,17,89);
CustomDate cd(dt);
cd.display();
return 0;
}

在上面的程序中,有这样一句 friend Date; 该语句告诉编译器,Date类的所有成员函数有权访问CustomDate类的私有成员。因为Date类的转换函数需要知道CustomDate类的每个数据成员,所以真个Date类都被声明为CustomDate类的友元。
2.隐式构造函数
上面程序对CustomDate的构造函数的调用私有显示该类需要如下的一个转换构造函数:
CustomDate(Date& dt);
但是唯一的一个构造函数是:CustomDate(int d=0;int y=0);
这就出现了问题,编译器要从Date对象构造一个CustomDate对象,但是CustomDate类中并没有定义这样的转换构造函数。不过Date类中定义了一个成员转换函数,它可以把Date对象转换成CustomDate对象。于是编译器开始搜索CustomDate类,看其是否有一个构造函数,能从一个已存在的CustomDate的对象创建新的CustomDate对象。这种构造函数叫拷贝构造函数。拷贝构造函数也只有一个参数,该参数是它所属的类的一个对象,由于CustomDate类中没有拷贝构造函数,于是编译器就会产生一个默认的拷贝构造函数,该函数简单地把已存在的对象的每个成员拷贝给新对象。现在我们已经知道,编译器可以把Date对象转换成CustomDate对象,也可以从已存在的CustomDate对象生成一个新的CustomDate对象。那么上面提出的问题,编译器就是这样做的:它首先调用转换函数,从Date对象创建一个隐藏的、临时的、匿名的CustomDate对象,然后用该临时对象作为参数调用默认拷贝构造函数,这就生成了一个新的CustomDate对象。
3.预引


上面的例子中还有这样一句 class Date;
这个语句叫做预引用。它告诉编译器,类Date将在后面定义。编译器必须知道这个信号,因为CustomDate类中引用了Date类,而Date里也引用了CustomDate类,必须首先声明其中之一。
使用了预引用后,就可以声明未定义的类的友元、指针和引用。但是不可以使用那些需要知道预引用的类的定义细节的语句,如声明该类的一个实例或者任何对该类成员的引用。
4.显式友元预引用
也可以不使用预引用,这只要在声明友元的时候加上关键自class就行了。

#include iostream.h

class CustomDate
{
int da,yr;
public:
CustomDate(int d=0,int y=0) { da=d; yr=y; }
void display() const {cout< friend class Date; //这儿,去掉前面的预引用
};

class Date
{
... ...
};

Date::operator CustomDate()
{
... ...
}

int main()
{
... ...
}

5.友元函数
通常,除非真的需要,否则并不需要把整个类都设为另一个类的友元,只需挑出需要访问当前类私有数据成员的成员函数,将它们设置为该类的友元即可。这样的函数称为友元函数。
下面的程序限制了CustomDate类数据成员的访问,Date类中只有需要这些数据的成员函数才有权读写它们。

#include iostream.h

class CustomDate;

class Date
{
int mo,da,yr;
public:
Date(const CustomDate&);
void display() const {cout< };

class CustomDate
{
int da,yr;
public:
CustomDate(int d=0,int y=0) { da=d; yr=y; }
friend Date::Date(const CustomDate&);
};

Date::Date(const CustomDate& cd)
{
static int dys[] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
yr=cd.yr;
da=cd.da;
for(mo=0;mo<11;mo++)
if(da>dys[mo]) da-=dys[mo];
else break;
mo++;
}

int main()
{
Date dt(CustomDate(123, 89));
dt.display();
return 0;
}

6.匿名对象
上面main()函数中Date对象调用CustomDate类的构造函数创建了一个匿名CustomDate对象,然后用该对象创建了一个Date对象。这种用法在C++中是经常出现的。
7.非类成员的友元函数
有时候友元函数未必是某个类的成员。这样的函数拥有类对象私有数据成员的读写权,但它并不是任何类的成员函数。这个特性在重载运算符时特别有用。
非类成员的友元函数通常被用来做为类之间的纽带。一个函数如果被两个类同时声明为友元,它就可以访问这两个类的私有成员。下面的程序说明了一个可以访问两个类私有数据成员的友元函数是如何将在两个类之间架起桥梁的。

#include iostream.h

class Time;

class Date
{
int mo,da,yr;
public:
Date(int m,int d,int y) { mo=m; da=d; yr=y;}
friend void display(const Date&, const Time&);
};

class Time
{
int hr,min,sec;
public:
Time(int h,int m,int s) { hr=h; min=m; sec=s;}
friend void display(const Date&, const Time&);
};

void display(const Date& dt, con

st Time& tm)
{
cout << dt.mo << '/' << dt.da << '/' << dt.yr;
cout << ' ';
cout << tm.hr << ':' << tm.min << ':' << tm.sec;
}

int main()
{
Date dt(2,16,97);
Time tm(10,55,0);
display(dt, tm);
return 0;
}

:(五) 析构函数和this指针

一、析构函数
前面的一些例子都没有说明析构函数,这是因为所用到的类在结束时不需要做特别的清理工作。下面的程序给出了一新的Date类,其中包括一个字符串指针,用来表示月份。

#include iostream.h
#include string.h

class Date
{
int mo,da,yr;
char *month;
public:
Date(int m=0, int d=0, int y=0);
~Date();
void display() const;
};

Date::Date(int m,int d,int y)
{
static char *mos[] =
{
January,February,March,April,May,June,
July,August,September,October,November,December
};
mo=m; da=d; yr=y;
if(m!=0)
{
month=new char[strlen(mos[m-1])+1];
strcpy(month, mos[m-1]);
}
else month = 0;
}

Date::~Date()
{
delete [] month;
}

void Date::display() const
{
if(month!=0) cout< }

int main()
{
Date birthday(8,11,1979);
birthday.display();
return 0;
}

在Date对象的构造函数中,首先用new运算符为字符串month动态分配了内存,然后从内部数组中把月份的名字拷贝给字符串指针month。
析构函数在删除month指针时,可能会出现一些问题。当然从这个程序本身来看,没什么麻烦;但是从设计一个类的角度来看,当Date类用于赋值时,就会出现问题。假设上面的main()修改为“
int main()
{
Date birthday(8,11,1979);

Date today;
today=birthday;

birthday.display();
return 0;
}

这会生成一个名为today的空的Date型变量,并且把birthday值赋给它。如果不特别通知编译器,它会简单的认为类的赋值就是成员对成员的拷贝。在上面的程序中,变量birthday有一个字符型指针month,并且在构造函数里用new运算符初始化过了。当birthday离开其作用域时,析构函数会调用delete运算符来释放内存。但同时,当today离开它的作用域时,析构函数同样会对它进行释放操作,而today里的month指针是birthday里的month指针的一个拷贝。析构函数对同一指针进行了两次删除操作,这会带来不可预知的后果。
如果假设today是一个外部变量,而birthday是一个自变量。当birthday离开其作用域时,就已经把对象today里的month指针删除了。显然这也是不正确的。
再假设有两个初始化的Date变量,把其中一个的值赋值给另一个:
Date birthday(8,11,1979);
Date today(12,29,2003);
today=birthday;
问题就更复杂了,当这两个变量离开作用域时,birthday中的month的值已经通过赋值传递给了today。而today中构造函数用new运算符给month的值却因为赋值被覆盖了。这样,birthday中的month被删除了两次,而today中month却没有被删除掉。

二、重载赋值运算符

了解决上面的问题,我们应该写一个特殊的赋值运算符函数来处理这类问题。当需要为同一个类的两个对象相互赋值时,就可以重载运算符函数。这个方法可以解决类的赋值和指针的释放。
下面的程序中,类中的赋值函数用new运算符从堆中分配了一个不同的指针,该指针获取赋值对象中相应的值,然后拷贝给接受赋值的对象。
在类中重载赋值运算符的格式如下:
void operator = (const Date&)
后面我们回加以改进。目前,重载的运算符函数的返回类型为void。它是类总的成员函数,在本程序红,是Date类的成员函数。它的函数名始终是operator =,参数也始终是同一个类的对象的引用。参数表示的是源对象,即赋值数据的提供者。重载函数的运算符作为目标对象的成员函数来使用。

#include iostream.h
#include string.h

class Date
{
int mo,da,yr;
char *month;
public:
Date(int m=0, int d=0, int y=0);
~Date();
void operator=(const Date&);
void display() const;
};

Date::Date(int m, int d, int y)
{
static char *mos[] =
{
January,February,March,April,May,June,
July,August,September,October,November,December
};
mo = m; da = d; yr = y;
if (m != 0)
{
month = new char[strlen(mos[m-1])+1];
strcpy(month, mos[m-1]);
}
else month = 0;
}

Date::~Date()
{
delete [] month;
}

void Date::display() const
{
if (month!=0) cout< char name[25];
cin >> name;
if (strncmp(name, end, 3) == 0) break;
ListEntry* list = new ListEntry(name);
if (prev != 0) prev->AddEntry(*list);
prev = list;
}

while (prev != 0)
{
prev->display();
ListEntry* hold = prev;
prev = prev->PrevEntry();
delete hold;
}
return 0;
}

程序运行时,会提示输入一串姓名,当输入完毕后,键入end,然后程序会逆序显示刚才输入的所有姓名。
程序中ListEntry类含有一个字符串和一个指向前一个表项的指针。构造函数从对中获取内存分配给字符串,并把字符串的内容拷贝到内存,然后置链接指针为NULL。析构函数将释放字符串所占用的内存。
成员函数PrevEntry()返回指向链表前一个表项的指针。另一个成员函数显示当前的表项内容。
成员函数AddEntry(),它把this指针拷贝给参数的preventry指针,即把当前表项的地址赋值给下一个表项的链接指针,从而构造了一个链表。它并没有改变调用它的listEntry对象的内容,只是把该对象的地址赋给函数的参数所引用的那个ListEntry对象的preventry指针,尽管该函数不会修改对象的数据,但它并不是常量型。这是因为,它拷贝对象的地址this指针的内容给一个非长常量对象,而编译器回认为这个非常量对象就有可能通过拷贝得到的地址去修改当前对象的数据,因此AddEntry()函数在声明时不需要用const。

:(六) 类对象数组和静态成

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