C++类和对象(7)

目录

3. 友元

3.1 友元函数

3.2 友元类

4. 内部类

5.匿名对象

6.拷贝对象时的一些编译器优化

7. 再次理解类和对象


3. 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
3.1 友元函数
问题:现在尝试去重载 operator<< ,然后发现没办法将 operator<< 重载成成员函数。
因为 cout 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 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
#include<iostream>using namespace std;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;
};int main()
{Date d1(2024, 2, 9);d1 << cout;return 0;
}

这样的代码方式就显得很怪。
因此:
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;
}

这样就显得正常了。

说明 :
3.2 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 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;
};

4. 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;
}

5.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;
};
class Solution {
public:int Sum_Solution(int n) {//...return n;}
};
int main()
{A aa1;// 不能这么定义对象,因为编译器无法识别下面是一个函数声明,还是对象定义//A aa1();// 但是我们可以这么定义匿名对象,匿名对象的特点不用取名字,// 但是他的生命周期只有这一行,我们可以看到下一行他就会自动调用析构函数A();A aa2(2);// 匿名对象在这样场景下就很好用,当然还有一些其他使用场景,这个我们以后遇到了再说Solution().Sum_Solution(10);return 0;
}

6.拷贝对象时的一些编译器优化

在传参和传返回值的过程中,一般编译器会做一些优化,减少对象的拷贝,这个在一些场景下还
是非常有用的。
class A
{
public:A(int a = 0):_a(a){cout << "A(int a)" << endl;}A(const A& aa):_a(aa._a){cout << "A(const A& aa)" << endl;}A& operator=(const A& aa){cout << "A& operator=(const A& aa)" << endl;if (this != &aa){_a = aa._a;}return *this;}~A(){cout << "~A()" << endl;}
private:int _a;
};
void f1(A aa)
{}
A f2()
{A aa;return aa;
}
int main()
{// 传值传参A aa1;f1(aa1);cout << endl;// 传值返回f2();cout << endl;// 隐式类型,连续构造+拷贝构造->优化为直接构造f1(1);// 一个表达式中,连续构造+拷贝构造->优化为一个构造f1(A(2));cout << endl;// 一个表达式中,连续拷贝构造+拷贝构造->优化一个拷贝构造A aa2 = f2();cout << endl;// 一个表达式中,连续拷贝构造+赋值重载->无法优化aa1 = f2();cout << endl;return 0;
}

目前这些东西了解以下就够了。

7. 再次理解类和对象

现实生活中的实体计算机并不认识,计算机只认识二进制格式的数据。如果想要让计算机认识现
实生活中的实体,用户必须通过某种面向对象的语言,对实体进行描述,然后通过编写程序,创
建对象后计算机才可以认识。比如想要让计算机认识洗衣机,就需要:
1. 用户先要对现实中洗衣机实体进行抽象 --- 即在人为思想层面对洗衣机进行认识,洗衣机有什
么属性,有那些功能,即对洗衣机进行抽象认知的一个过程
2. 经过 1 之后,在人的头脑中已经对洗衣机有了一个清醒的认识,只不过此时计算机还不清
楚,想要让计算机识别人想象中的洗衣机,就需要人通过某种面相对象的语言 ( 比如: C++
Java Python ) 将洗衣机用类来进行描述,并输入到计算机中
3. 经过 2 之后,在计算机中就有了一个洗衣机类,但是洗衣机类只是站在计算机的角度对洗衣
机对象进行描述的,通过洗衣机类,可以实例化出一个个具体的洗衣机对象,此时计算机才
能洗衣机是什么东西。
4. 用户就可以借助计算机中洗衣机对象,来模拟现实中的洗衣机实体了。
在类和对象阶段,大家一定要体会到, 类是对某一类实体 ( 对象 ) 来进行描述的,描述该对象具有那
些属性,那些方法,描述完成后就形成了一种新的自定义类型,才用该自定义类型就可以实例化
具体的对象

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