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📝const成员

🌠 const 成员函数是什么？

const 成员函数是指在类中被声明为 const 的成员函数
将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数，const修饰类成员函数，实际修饰该成员函数隐含的this指针，表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。

我们来看看下面的代码

class Date
{
public:Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << "Print()" << endl;cout << "year:" << _year << endl;cout << "month:" << _month << endl;cout << "day:" << _day << endl << endl;}void Print() const{cout << "Print()const" << endl;cout << "year:" << _year << endl;cout << "month:" << _month << endl;cout << "day:" << _day << endl << endl;}
private:int _year; // 年int _month; // 月int _day; // 日
};
int main()
{Date d1(2022, 1, 13);d1.Print();const Date d2(2022, 1, 13);d2.Print();return 0;
}

请思考下面的几个问题：

1. const对象可以调用非const成员函数吗？
   答: 不可以。const 对象的权限被限制了,不能调用可能修改对象状态的非 const 成员函数。这会导致权限的放大,编译时会报错。
2. 非const对象可以调用const成员函数吗？
   答:可以。这是权限的放小,因为 const 成员函数的权限被限制了。
3. const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗？
   答: 不可以。这也是权限的放小,因为 const 成员函数的权限被限制了。
4. 非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗？
   答: 可以。这是权限的放小,因为 const 成员函数的权限被限制了。

小结：const 关键字的使用只会导致权限的放小,不会导致权限的放大。
对成员变量只读时，建议加上const关键字，需要修改成员变量，不能加const指针

🌠 取地址及const取地址操作符重载

这两个默认成员函数一般不用重新定义 ，编译器默认会生成。

class Date
{
public:Date* operator&(){return this;}const Date* operator&()const{return this;}
private:int _year; // 年int _month; // 月int _day; // 日
};

这两个运算符一般不需要重载，使用编译器生成的默认取地址的重载即可，只有特殊情况，才需要重载，比如想让别人获取到指定的内容！
== 除非不想让别人取到这个类型对象的真实地址==

class A
{
public:A* operator&(){cout << "A* operator&()" << endl;return nullptr;}const A* operator&() const{cout << "const A* operator&() const" << endl;return (const A*)0xffffffff;}
private:int _a1 = 1;int _a2 = 2;int _a3 = 3;
};int main()
{A aa1;const A aa2;cout << &aa1 << endl;cout << &aa2 << endl;return 0;
}

运行截图：

🌉static成员

🌠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。
静态成员变量一定要在类外进行初始化

class A
{
public:A() { ++_scount;}A(const A & t) { //GetCount();++_scount;}~A(){ //--_scount;}// 没有this指针，只能访问静态成员static int GetCount(){//_a1 = 1;return _scount;}private:// 声明int _a1 = 1;int _a2 = 1;// public:// 声明// 静态区，不存在对象中// 不能给缺省值，因为缺省值是给初始化列表// 他在静态区不在对象中，不走初始化列表// 属于所有整个类，属于所有对象static int _scount;
};// 定义
int A::_scount = 0;

🌠static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，受public、protected、private 访问限定符的限制

• [ 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

 class A
{
private:static int count;int x = 0;
};
int main()
{cout << sizeof(A) << endl;return 0;
}

• [ 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

静态成员无法通过初始化列表初始化，也无法在类中直接初始化

• [ 3]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

class A
{A(int x = 1):_x(8){}// 没有this指针，只能访问静态成员static int GetCount(){this->_x = 1;return _count;}private:static int _count ;int _x = 0;
};
int main()
{cout << sizeof(A) << endl;return 0;
}

• [4 ] 静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制

class A
{A(int x = 1):_x(8){}// 没有this指针，只能访问静态成员static int GetCount(){return _count;}private:static int _count ;int _x = 0;
};
int main()
{cout << A::_count << endl;return 0;
}

只是声明，存在静态区，不存在对象中，不能给缺省值，因为缺省值是给初始化列表，他在静态区不在对象中，不走初始化列表，它属于所有整个类，属于所有对象

【问题】

1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？
   不能，静态成员函数没有隐藏的 this 指针,因此无法访问非静态成员变量和非静态成员函数。如果要在静态成员函数中访问非静态成员,需要通过类的对象来访问。
   例如:

class MyClass 
{
public:static void staticFunc() {// 错误: 无法直接访问非静态成员// nonStaticFunc();// 正确: 通过类对象访问非静态成员MyClass obj;obj.nonStaticFunc();}void nonStaticFunc() {// 可以访问静态成员staticVar = 10;staticFunc();}private:int nonStaticVar;static int staticVar;static void staticFunc();
};

2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？
   非静态成员函数有隐藏的 this 指针,可以访问类的所有成员,包括静态成员。

class MyClass 
{
public:void nonStaticFunc() {// 可以访问静态成员staticVar = 10;staticFunc();}private:int nonStaticVar;static int staticVar;static void staticFunc();
};

🌉static小题

实现一个类，计算下面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;
}

🌠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：友元函数和友元类

🌉 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。

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，它是定义在类外部的普通函数，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;
}

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原理相同

🌠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;
};

🌉 内部类

🌉 概念

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;
}

1.求1+2+3+…+n，要求不能使用乘除法、for、while、if、else、switch、case等关键字及条件判断语句

class Solution {
public:
class sum
{public:sum(){_count += _i;++_i;}
};int Sum_Solution(int n) 
{sum arr[n];return _count;
}
private:static int _i;static int _count;
};
int Solution::_i = 1;
int Solution::_count = 0;

🌠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等)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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🚩总结