C++之,static成员函数,友元函数以及内部类

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今天我们要深入讲述类与对象的初始化列表以及隐式类型转换

目录

引言:

static成员函数

1. 概念

2.特性

友元

1.友元函数

2 友元类

内部类

匿名对象


引言:

当我们学完了初始化列表以及隐式类型转换后,我们的C++的类与对象也就马上来到位尾声。今天我们讲完所有的类与对象的内容,给类与对象来一个完美的收尾。

static成员函数

1. 概念

声明为static的类成员称为类的静态成员用static修饰的成员变量,称之为静态成员变量;用static修饰的 成员函数,称之为静态成员函数静态的成员变量一定要在类外进行初始化

问题;实现一个类,计算中程序中创建出了多少个类对象。

class A
{
public:A(){}A(const A& a){}
private:int _a1;int _a2;static int _a3;
};
int main()
{A aa1;cout << sizeof(aa1) << endl;return 0;
}

看这样的一段代码, 猜一猜aa1大小多少???

 为什么是8呢???

因为static将变量放到了静态区,静态区不存在对象中,所以两个int,也就是8。

这个a3就不属于某一个对象,而是属于所有对象,属于整个类,所以它的初始化不能放在初始化列表执行,那么它的初始化应该在哪里呢

所以需要在类外面定义:

class A
{
public:A(){}A(const A& a){}
private:int _a1;int _a2;static int _a3;
};int A::_a3 = 0;

这是a3会受到一定的限制,不能随意访问。如果想要访问,有以下几种方法

第一种:就是把私有改为公有,但是不建议,这样会很容易串改数据,破环分装性。

第二种:就是利用get函数。

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:A(){}A(const A& a);static int Getn(){return _a3;}
private:int _a1;int _a2;

这样也可以是实现a3的打印。

2.特性

  1.  静态成员为所有类对象所共享不属于某个具体的对象,存放在静态区

  2. 静态成员变量必须在类外定义,定义时不添加static关键字,类中只是声明

  3. 类静态成员即可用 类名::静态成员 或者 对象.静态成员 来访问

  4. 静态成员函数没有隐藏的this指针不能访问任何非静态成员

  5. 静态成员也是类的成员public、protected、private 访问限定符的限制

最后用一个代码诠释一下

class MyClass {  
public:  static int count; // 声明静态成员变量  static void incrementCount() { // 声明静态成员函数  count++;  }  MyClass() {  incrementCount(); // 构造函数中调用静态成员函数  }  
};  int MyClass::count = 0; // 静态成员变量的定义和初始化  int main() {  MyClass obj1, obj2;  std::cout << "Number of objects: " << MyClass::count << std::endl; // 输出2  return 0;  
}

友元

友元分为:友元函数友元类友元提供了一种突破封装的方式,有时提供了便利。

但是友元会增加耦合度,破坏了封装,所以友元不宜多用。

1.友元函数

问题:现在我们尝试去重载operator,然后发现我们没办法将operator重载成成员函数。因为cout的 输出流对象和隐含的this指针在抢占第一个参数的位置。this指针默认是第一个参数也就是左操作数了。但是 实际使用中cout需要是第一个形参对象,才能正常使用。所以我们要将operator重载成全局函数。但是这 样的话,又会导致类外没办法访问成员,那么这里就需要友元来解决。operator>>同理。

class Date
{
public:Date(int year, int month, int day): _year(year), _month(month), _day(day){}ostream& operator<<(ostream& _cout){_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;return _cout;}private:int _year;int _month;int _day
};int main()
{Date d(2017, 12, 24);d << cout;return 0;
}

 

这样是编译不过的,所以我们这里需要用到友元。

class Date
{friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:Date(int year, int month, int day): _year(year), _month(month), _day(day){}Date(){}private:int _year;int _month;int _day;
};ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
{_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;return _cout;
}istream& operator>>(istream& _cin, Date& d)
{_cin >> d._year;_cin >> d._month;_cin >> d._day;return _cin;
}int main()
{Date d;cin >> d;cout << d << endl;return 0;
}

加上友元就可以了,也就是加上friend。

说明:

  1. 友元函数可访问类的私有和保护成员,但不是类的成员函数
  2. 友元函数不能用const修饰
  3. 友元函数可以在类定义的任何地方声明,不受类访问限定符限制
  4. 一个函数可以是多个类的友元函数
  5. 友元函数的调用与普通函数的调用和原理相同

2 友元类

友元类的所有成员函数都可以是另一个类的友元函数,都可以访问另一个类中的非公有成员。

class Date; // 前置声明
class Time
{friend class Date; // 声明日期类为时间类的友元类,则在日期类中就直接访问Time类中的私有成员变量
public:Time(int hour, int minute, int second): _hour(hour), _minute(minute), _second(second){}private:int _hour;int _minute;int _second;
};class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1): _year(year), _month(month), _day(day){}void SetTimeOfDate(int hour, int minute, int second){// 直接访问时间类私有的成员变量_t._hour = hour;_t._minute = minute;_t.second = second;}private:int _year;int _month;int _day;Time _t;
};

 说明:

  1. 友元关系是单向的,不具有交换性。 比如上述Time类和Date类,在Time类中声明Date类为其友元类,那么可以在Date类中直接访问Time 类的私有成员变量,但想在Time类中访问Date类中私有的成员变量则不行。
  2. 友元关系不能传递 如果B是A的友元,C是B的友元,则不能说明C时A的友元。

内部类

如果一个类定义在另一个类的内部,这个内部类就叫做内部类。内部类是一个独立的类,它不属于外部类,更不能通过外部类的对象去访问内部类的成员。外部类对内部类没有任何优越的访问权限

简单来说,内部类就是外部类的友元类,参见友元类的定义,内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类中的所有成员。但是外部类不是内部类的友元

class A
{
private:static int k;int h;
public:class B // B天生就是A的友元{public:void fun(const A& a){cout << k << endl;//OKcout << a.h << endl;//OK}};
};
int A::k = 1;
int main()
{A::B b;b.fun(A());return 0;
}

 B可以访问A的所有成员。

说明:

  1. 内部类可以定义在外部类的publicprotectedprivate都是可以的。
  2. 注意内部类可以直接访问外部类中的static成员,不需要外部类的对象/类名。
  3. sizeof(外部类)=外部类,和内部类没有任何关系。
A::B b;

在这个代码中,B这个类就会受到A类的类域的限制。从而写代码就会有一定的阻碍。

匿名对象

class A
{
public:A(int a = 0):_a(a){cout << "A(int a)" << endl;}~A(){cout << "~A()" << endl;}
private:int _a;
};

有名对象:

A aa1;
A aa2(100);

匿名对象:

A();
A(11);

代码示例:

class A
{
public:A(int a = 0):_a(a){cout << "A(int a)" << endl;}~A(){cout << "~A()" << endl;}
private:int _a;
};int main()
{A();return 0;
}

在这个代码中,A(); 这一行创建了一个 A 类的匿名对象。匿名对象是指在创建时没有被赋予一个变量名的对象。它们通常用于临时的操作,比如传递对象作为函数参数,或者从函数返回对象时不需要保留对象的名称。

其次,匿名对象的生命周期很短,仅仅只有这一行。一旦这条语句执行完毕,这个匿名对象的生命周期就结束了,它会被立即销毁。因此,紧接着构造函数的调用后,析构函数也会被立即调用

输出将会是:

A(int a)
~A()
class Solution {
public:int Sum_Solution(int n) {//...return n;}
};
int main()
{Solution().Sum_Solution(10);return 0;
}

匿名对象在这样场景下就很好用,当我需要一个临时对象去调用其成员函数,但又不想为这个临时使用的对象创建一个具体的变量名,这样使用就很方便

今天的内容就讲到这里,感谢大家阅读支持!!!

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