C++笔记一（创建一个不带指针成员变量的类）[注意事项]

0. 参考代码

#ifndef __COMPLEX__
#define __COMPLEX__

#include <cmath>

//前置声明
class ostream;
class complex       //class head
{                   //{} class body
public:
    complex(double r = 0, double i = 0)
        :re(r), im(i)
    {}
    complex& operator += (const complex&);
    double real() const { return re; }
    double imag() const { return im; }

    friend complex & __doapl(complex*, const complex&);

    int func(const complex &param)
    {
        return param.re + param.im;
    }
private:
    double re, im;
};


inline complex&
__doapl(complex*ths, const complex&r)
{
    ths->re += r.re;
    ths->im += r.im;
    return *ths;
}

inline complex&
complex::operator +=(const complex &r)
{
    return __doapl(this, r);
}

#endif // !__COMPLEX__

1. 在头文件”complex.h”中 添加防御式声明

#ifndef __COMPLEX__
#define __COMPLEX__
...
#endif  //__COMPLEX__

这是为了防止头文件被多重包含（multiple inclusion），引发的编译问题

2. inline函数

inline double 
imag(const complex& x)
{    
    return x.imag();  
}

3. constructor(ctor,构造函数)

complex(double r = 0; double i = 0)
        :re(r), im(i)   //initialization list(初始化列表)
    {}

如果不显示指定class的constructor，C++会默认创建构造函数，是没有参数的 构造函数没有返回值，可重载(overloading)

本例中，构造是显示指定的，并且有带有默认值的两个参数

initialization list(初始化列表):构造函数独有的，建议把成员变量放到这里初始化 成员变量放在初始化列表中和在函数体内部的区别是 初始化列表是在成员变量初始化的时候就已经改好了 函数体内部是赋值，是成员变量先初始化，然后再把赋值给成员变量，这样就多了一个步骤

注意构造函数的访问权限，大多数情况下，都是public的，但是在设计模式中的单例模式下，通常把构造函数设为private

4. [划重点]const member functions (常量成员函数)

double real() const {return re;}

在类成员函数名称后面加上const，限定函数体内部不可改变本类的成员变量，注意，常量成员函数内部不能调用非常量成员函数

    double real()  { return re; }
    double imag()  { return im; }

const类型的对象实例只能调用const声明过的成员函数

如果获取成员变量的函数不添加const，那按照下列使用是就会出错，

报错是因为 使用const创建 对象实例 c1，那就意味着c1所有的成员变量都是不可改变的，但是real(),image()并没有声明称cosnt常量成员函数，这就说明，在函数体内部是允许改变成员变量的， 存在歧义，故而报错

但是此种用法是合理的，报错就是因为我们设计的不合理，所以，强烈建议把不需要改变成员变量的成员函数使用const修饰

// error
const complex c1(1, 2);

std::cout << c1.real() << std::endl;
std::cout << c1.imag() << std::endl;

/*  vs2013的报错
error C2662: “double complex::real(void)”: 不能将“this”指针从“const complex”转换为“complex &”    
error C2662: “double complex::imag(void)”: 不能将“this”指针从“const complex”转换为“complex &”    
*/

5. 参数传递（值和引用）

(pass by value[值传递] vs pass by reference[引用传递](to const))

在函数参数传递中，使用引用传递，能够有效的提高传递过程中堆栈利用率，所以建议C++中进行函数参数传递的时候尽量使用引用，能够有效地节约堆栈空间

但是为了避免传入参数的值被意外修改，可以使用const complex &，const类型的引用

complex & __doapl(complex*, const complex&);

6. friend(友元)

声明友元的函数可以直接访问的类的私有成员变量 相同class的各个object互为friends(友元)

class complex
{   ...
    friend complex & __doapl(complex*, const complex&);
    int func(const complex &param)
    {   return param.re + param.im;    }
    ...
}；
inline complex&
__doapl(complex*ths, const complex&r)
{
    ths->re += r.re;
    ths->im += r.im;
    return *ths;
}

//相同class的各个object互为friends(友元)
complex c1(2,3);
complex c2;

c2.func(c1);

7. 操作符重载

1、重载操作符没必要一定是成员函数，还可以是友元函数。

2、重载操作符函数为成员函数主要是你需要操作类内部的成员， 必须是成员函数或友元函数才行。

3、至于由深浅拷贝的原因要使其成为成员函数，这个不知道。

4、如果运算符被重载为全局函数，那么只有一个参数的运算符叫做一元运算符，有两个参数的运算符叫做二元运算符。

如果运算符被重载为类的成员函数，那么一元运算符没有参数，二元运算符只有一个右侧参数，因为对象自己成了左侧参数(cosnt T *this)。

语法上讲，运算符既可以定义为全局函数，也可以定义为成员函数。文献[Murray , p44-p47]对此问题作了较多的阐述，并总结了表8-4-1的规则。

对于赋值操作符(=),这个比较特别，因为任何类如果不提供显示的拷贝赋值(即重载＝)，则编译器会隐式地提供一个。这样的话，如果你再通过友元声明，进行全局的定义会造成调用二义性（即使允许，编译也会出错）。

对于操作符(=,[],(),->)，只能声明为成员函数是为了避免不合法的书写通过编译（这是推测出的原因，更深层的可能要研究 C++ 的设计了）。这涉及到 C++ 中类型的隐式转换。下面通过代码例子说明：

#include <iostream>
class X 
{
public:
    X(){}
    X(int){} // int 类型可以被隐式转换成 X
    friend bool operator<(const X& x1, const X& x2) { return true; } // 只是测试，无意义
};

class Y 
{
public:
    Y(){}
    Y(int){} // int 类型可以被隐式转换成 Y
    bool operator<(const Y& y) const { return true; } // 只是测试，无意义
};
int main()
{
    X x;
    if(1 < x) // 合法，使用友元重载函数，1 可以被隐式地转换为 X 类型 －－友元函数的第一个参数
    {}

    Y y;
    if(1 < y) // 不合法，使用成员重载函数，函数的第一个参数是 const *this，1 不能被隐式转换
    {}
    return 0;

}

// 注：编译的时候可以通过注释掉不同的代码来查看错误（即合法性），后面解释不能作为友元全局重载的原因

由上面的代码可以知道，如果将 =,[],(),-> 进行友元全局重载，那么就会出现 1＝x; 1[x]; 1->x; 1(x); 这样的合法语句（起码编译器认为这些是合法的）－－参考代码中的 if(1

#include <iostream>

class X 
{
public:
    X(){}
    X(int){} // int 类型可以被隐式转换成 X
    friend const X& operator+=(const X& x1, const X& x2) { return x1; } // 只是测试，无意义
};

int main()
{
    X x;
    1 += x;// 合法，使用友元重载函数，1 可以被隐式地转换为 X 类型 －－友元函数的第一个参数
    return 0;
}