C++ Primer

第七章 类

构造函数再探

特殊的成员变量

构造函数的初始值有时候必不可少，什么时候必不可少呢？当成员变量是const或者引用的时候，原因么，你懂的：

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

这样去构造一个类的时候很容易犯错，比如你写这样一个构造函数：

ConstRef::ConstRef(int ii)
{
    i = ii; //正确
    ci = ii; //错误：不能给const赋值
    ri = i; //错误：引用没有初始化
}

所以说啊：我们初始化const或者引用类型的数据成员的唯一机会就是通过构造函数初始值，于是我们可以这么写：

ConstRef::ConstRef(int ii) : i(ii), ci(ii), ri(i){}

书上有一句话可以称为金玉良言：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，我们必须通过构造函数初始值列表为这些成员提供初值。

成员的初始化顺序与它们在类定义中的出现顺序一致，而与初始化列表无关，这句话经常考，什么意思呢，看例子：

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

这样是错的，对吧？因为i和j的初始化顺序是按照定义来的，先有i后有j，所以，你怎么能用j去初始化i呢？
最好的方式是用构造函数传进来的参数去初始化成员，这样我们就不用考虑初始化顺序了：

X(int val) : i(val), j(val){}

默认实参和构造函数

通常，我们说默认构造函数是没有参数的，但我们也可以这么干：

class Sales_data
{
public:
    Sales_data(string s = "") : bookNo(s){}
}

你可能觉得这个函数是一个普通的构造函数，但是，其实它是这个类的默认构造函数，它用到了默认实参，这么写的好处是，你可以不传参数，也能调用（不就相当于默认构造函数了吗），你不传参数的时候，它就用空字符串s去初始化bookNo，传的话就按照传的来，一式两用，还是很不错的。

委托构造函数

这个偷懒方法也是丧心病狂，我给个例子吧，就以Sales_data类为例：

class Sales_data
{
public:
    //这是函数一，是一个普通的构造函数
    Sales_data(string s, unsigned cnt, double price) : bookNo(s), units_sold(cnt), revenue(cnt*price){}

    //接下来就是各种偷懒方法了，注意看
    Sales_data(): Sales_data("", 0, 0){} //函数二是默认构造函数，委托函数一帮忙初始化，也可以认为是调用了函数一
    Sales_data(string s): Sales_data(s, 0, 0){} //函数三接受一个string参数，委托函数一帮忙初始化
    Sales_data(istream &is): Sales_data()
    {
        read(is, *this);
    }
    //函数四复杂些，它先委托函数二，就是默认构造函数，函数二去委托函数一，这些函数执行完成后，再执行函数四的函数体
    //调用read函数读取给定的istream
};

默认构造函数的作用

记住一条好习惯：如果定义了其他的构造函数，最好也提供一个默认构造函数，下面来两个没有默认构造函数的经典错误：

class NoDefault
{
public:
    NoDefault(const string &);
    //定义了构造函数，但没有默认构造函数，而且编译器不会生成，这样这个类本身不会有问题，但是用起来很容易出问题
};

struct A
{
    NoDefault a;
};
A a; //你这样看着挺正常，A没有写构造函数，于是编译器会自动生成默认构造函数去初始化成员变量，可惜啊，这个成员变量的
//类型是类类型NoDefault，而这个该死的类类型又没有默认构造函数，还不让编译器自己生成，于是就报错了

//还有一种错误是这样的：
struct B
{
    B(){}
    NoDefault b;
    //b作为类类型成员，在构造函数没有被初始化，于是它会调用默认构造函数初始化，结果该死的NoDefault没有默认构造函数
};

使用默认构造函数

Sales_data obj; //注意不要加括号啊，加了括号就成了函数声明了

隐式的类类型转换

如果构造函数只接受一个实参，那它实际上定义了一种隐式转换机制，什么意思呢，以Sales_data为例，该类有一个只接受一个string的构造函数，所以啊，我们可以把string转换为Sales_data类的对象：

Sales_data b;
string a = "1";
b.combine(a); //这里a被转换为Sales_data对象，编译器创建了一个临时对象

这种只带一个参数的构造函数，我们也把它称为转换构造函数。

但是我们只允许一步类类型转换，举个例子：

item.combine("1");
//这样是错的，因为字符串常量到string是一步，string到类对象时一步，两步不行的
//不过我们可以用显式地写
item.combine(string("1"));
item.combine(Sales_data("1"))
//总之，隐式的只能帮你一步

抑制在构造函数中的隐式转换

这个又是C++牛逼也蛋疼的地方，提出了类类型隐式转换，我又可以阻止它，不得不说给了程序员极大的权力，也是需要极大的责任心的，在转换构造函数（只接受一个实参的构造函数）前加explicit关键字就可以阻止隐式转换，注意，explicit关键字只对类内的转换构造函数有用，而且被声明为explicit的构造函数只能用于直接初始化，不能拷贝初始化：

class Sales_data
{
public:
    Sales_data() = default;
    explicit Sales_data(const string &s): bookNo(s){}
    explicit Sales_data(istream&);
};

Sales_data item;
string b = "1"
item.combine(b); //这样就不行了
explicit Sales_data::Sales_data(istream& is){} //这样也不行，在外面了
Sales_data item1(b); //这样可以
Sales_data item2 = item1; //不行，explicit声明的不能拷贝初始化

//但是，多事C++又说我们还是可以强行转换：
item.combine(Sales_data(b)); //可以
item.combine(static_cats<Sales_data>(cin)); //可以

下面介绍两个特殊的类，也不太常用。

聚合类

聚合类是一个概念，使得用户可以直接访问其成员，它有特殊的初始化语法，那么什么样的类是聚合类呢？满足下面四个条件：

1. 所有成员都是public
2. 没有定义任何构造函数
3. 没有类内初始值
4. 没有基类，也没有virtual函数（以后介绍） 聚合类举例：

   struct Data
   {
    int val;
    string s;
   };
   //实例化
   Data a = {0, "a"}; //一定要按类内定义的顺序
   

字面值常量类

之前我们学过，constexpr函数的参数和返回类型都得是字面值类型。这回说到了类，就有字面值常量类： 数据成员都是字面值类型的聚合类是字面值常量类
或者
满足以下条件：

1. 数据成员均为字面值类型
2. 类至少有一个constexpr构造函数
3. 有类内初始值的话，该值必须是常量表达式，即便该成员是类类型，这个类也要有自己的constexpr构造函数
4. 类必须使用析构函数的默认定义，该成员负责销毁对象

constexpr构造函数

之前提过，构造函数不能是const的，但是字面值常量类的构造函数可以是constexpr的，且必须至少有一个constexpr构造函数。 如果不是默认的构造函数，那么constexpr类的构造函数基本就是空函数体，因为以下两点：

1. constexpr函数的要求是唯一可执行语句时return语句（之前说过的规定，忘了自己回去翻）
2. 构造函数不能包含返回语句 所以就只好函数体为空了。 constexpr构造函数必须初始化所有数据成员，初始值或者使用constexpr构造函数或者是一条常量表达式。 说了那么多，来举个字面值常量类的例子吧：

class Debug
{
public:
    //带有一个默认实参，它也是默认构造函数哦
    constexpr Debug(bool b = true): hw(b), io(b), other(b){}

private:
    bool hw;
    bool io;
    bool other;
};