【C++】 static成员/友元/内部类

一.static成员

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;static修饰的成员函数,称之为静态成员函数。静态成员变量一定要在类外进行初始化(不能缺省值)因为缺省值是给初始化列表的 他在静态区不在对象中 不走初始化列表

对象成员只存成员变量 不存静态函数 函数指针也不存 在一个公共区域

1static修饰

1、变量影响生命周期

2、修饰函数影响连接属性

2面试题:实现一个类,计算程序中创建出了多少个类对象。

class A
{
public:A() { ++_scount; }A(const A& t) { ++_scount; }~A() { --_scount; }static int GetACount() { return _scount; }
private:static int _scount;
};
int A::_scount = 0;
void TestA()
{cout << A::GetACount() << endl;A a1, a2;A a3(a1);cout << A::GetACount() << endl;
}

3特性

1. 静态成员所有类对象所共享,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,受public、protected、private 访问限定符的限制

4静态成员函数可以调用非静态成员函数吗?

不可以,没有this指针

5非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗?

是的,非静态成员函数可以调用类的静态成员函数。在非静态成员函数中可以通过类名或者作用域运算符(::)来访问静态成员函数。但需要注意的是,静态成员函数不能访问非静态成员变量和非静态成员函数,因为它们没有this指针,无法访问对象的非静态数据成员和成员函数。


二.友元

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。

友元分为:友元函数友元类

1 .友元函数

问题:

现在尝试去重载operator<<, 然后发现没办法将operatorr<<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。所以要将operator<<重载成全局函数。但又会导致类外没办 法访问成员,此时就需要友元来解决。operator>>同理。

说明:
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
友元函数不能用const修饰
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
一个函数可以是多个类的友元函数
友元函数的调用与普通函数的调用原理相同
class Date
{
public:Date(int year, int month, int day): _year(year), _month(month), _day(day){}// d1 << cout; -> d1.operator<<(&d1, cout); 不符合常规调用// 因为成员函数第一个参数一定是隐藏的this,所以d1必须放在<<的左侧ostream& operator<<(ostream& _cout){_cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;return _cout;}
private:int _year;int _month;int _day;
};

友元函数可以直接访问类的私有成员,它是定义在类外部普通函数,不属于任何类,但需要在类的内部声 明,声明时需要加friend关键字。

class Date
{friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1): _year(year), _month(month), _day(day){}
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;
}

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。
---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。
---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。
---友元关系不能继承,在继承位置再给大家详细介绍。
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 = 0, int minute = 0, int second = 0): _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;
};

三. 内部类

概念: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。

注意: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。

特性:

1. 内部类可以定义在外部类的public、protected、private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。

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

理解类和对象

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