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C++類與對象深入之靜態成員與友元及內部類詳解_C 語言

作者:Rookiep ? 更新時間: 2022-08-03 編程語言

一:靜態成員

靜態成員就是在成員變量和成員函數前加上關鍵字static,稱為靜態成員。C++里面盡量用靜態成員變量代替全局變量。

1.1:靜態成員分類

1?靜態成員變量:

  • 所有對象共享同一份數據
  • 在編譯階段分配內存
  • 類內聲明,類外初始化

靜態成員函數

  • 所有對象共享同一個函數
  • 靜態成員函數只能訪問靜態成員變量

1.2:靜態成員變量

class Person
{
public:
	static int m_A; //靜態成員變量
private:
	static int m_B; //靜態成員變量也是有訪問權限的
};
int Person::m_A = 10;
int Person::m_B = 10;
void test01()
{
	//靜態成員變量兩種訪問方式
	//1、通過對象
	Person p1;
	p1.m_A = 100;
	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;
	Person p2;
	p2.m_A = 200;
	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; //共享同一份數據
	cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;
	//2、通過類名
	cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;
	//cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; //私有權限訪問不到
}
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

代碼解釋:上述代碼我們主要驗證了利用兩種方式來訪問靜態成員變量,以及靜態成員變量屬于整個類,屬于類的所有對象

1.3:靜態成員函數

class Person
{
public:
	static void func()
	{
		cout << "func調用" << endl;
		m_A = 100;
		//m_B = 100; //錯誤,不可以訪問非靜態成員變量
	}
	static int m_A; //靜態成員變量
	int m_B; // 
private:
	//靜態成員函數也是有訪問權限的
	static void func2()
	{
		cout << "func2調用" << endl;
	}
};
int Person::m_A = 10;
void test01()
{
	//靜態成員變量兩種訪問方式
	//1、通過對象
	Person p1;
	p1.func();
	//2、通過類名
	Person::func();
	//Person::func2(); //私有權限訪問不到
}
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

代碼解釋:上述代碼我們主要驗證了利用兩種方式來訪問靜態成員函數,利用對象訪問和利用類名訪問,以及靜態成員函數只可以訪問靜態成員變量

??????:為什么不可以訪問非靜態成員?

??因為沒有this指針

1.4:總結特性

  1. 靜態成員為所有類對象所共享,不屬于某個具體的類實例
  2. 靜態成員變量必須在類外定義,定義時不加static關鍵字
  3. 類靜態成員類名::靜態成員或者對象.靜態成員來訪問
  4. 靜態成員函數沒有隱含的this指針,不可以訪問任何非靜態成員
  5. 靜態成員和類的普通成員也一樣,也有三種訪問權限,也可以有返回值。

1.5:試題示例

?實現一個類,計算程序中創建了多少個類對象

class A
{
public:
	A(){
		++_count1;
	}
	A(const A& aa){
		++_count2;
	}
	// 成員函數也可以是靜態,static成員函數沒有this指針
	static int GetCount1(){
		return _count1;
	}
	static int GetCount2(){
		return _count2;
	}
//private:
	// 靜態成員變量屬于整個類,所以類的所有對象
	static int _count1;
	static int _count2; // 聲明
};
// 定義
int A::_count1 = 0;
int A::_count2 = 0;
A Func(A a)
{
	A copy(a);
	return copy;
}
int main()
{
	A a1;
	A a2 = Func(a1);
	cout << a1._count1 << endl;
	cout << a2._count1 << endl;
	cout << a1._count2 << endl;
	cout << a2._count2 << endl;
	cout << A::_count1 << endl;
	cout << A::_count2 << endl;
	cout << a1.GetCount1() << endl;
	cout << a2.GetCount2() << endl;
	cout << A::GetCount1() << endl;
	cout << A::GetCount2() << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

1
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請按任意鍵繼續. . .

1.6:C++11成員初始化新玩法

class B
{
public:
	B(int b = 0)
		:_b(b)
	{}
	int _b;
};
class A
{
public:
	//A()//其實是編譯器自己生產的默認構造函數用缺省值初始化
	//	:a(10)
	//	, b(20)
	//	, p((int*)malloc(4))
	//{}
	void Print()
	{
		cout << a << endl;
		cout << b._b << endl;
		cout << p << endl;
		cout << n << endl;
	}
private:
	// 非靜態成員變量,可以在成員聲明時給缺省值。
	int a = 10;
	B b = 20;//單參數的構造函數,支持隱式類型的轉換
	int* p = (int*)malloc(4);
	static int n;
	//非靜態成員變量定義在構造函數
	//靜態在類外
};
int A::n = 0;
int main()
{
	A a;
	a.Print();
	system("pause");
	return 0;
}

二:友元

在程序里,有些私有屬性 也想讓類外特殊的一些函數或者類進行訪問,就需要用到友元的技術

友元的目的就是讓一個函數或者類 訪問另一個類中私有成員

友元的關鍵字為friend

友元分為:

  • 友元函數
  • 友元類

友元的三種實現:

全局函數做友元

類做友元

成員函數做友元

2.1:全局函數做友元

??說明:友元函數可以直接訪問類的私有成員,它是定義在類外部的普通成員函數,不屬于任何類,但需要在類的內部聲明,聲明的時候需要加friend關鍵字。

class Building
{
	//告訴編譯器 goodGay全局函數 是 Building類的好朋友,可以訪問類中的私有內容
	friend void goodGay(Building * building);
public:
	Building(){
		this->m_SittingRoom = "客廳";
		this->m_BedRoom = "臥室";
	}
public:
	string m_SittingRoom; //客廳
private:
	string m_BedRoom; //臥室
};
void goodGay(Building * building){
	cout << "好基友正在訪問: " << building->m_SittingRoom << endl;
	cout << "好基友正在訪問: " << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01(){
	Building b;
	goodGay(&b);
}
int main(){
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

代碼解釋:如上述代碼中,我們需要告訴編譯器 goodGay全局函數 是 Building類的好朋友,可以訪問類中的私有內容

2.2:類做友元

友元類的所有成員函數都可以是另一個類的友元函數,都可以訪問另一個類的非公有成員。

  • 友元關系是單向的,不具有交換性。
  • 友元關系不可以傳遞。如果B是A的友元,C是B的友元,但是不可以說C是A的友元。

代碼示例:

class Building;
class goodGay
{
public:
	goodGay();
	void visit();
private:
	Building *building;
};
class Building
{
	//告訴編譯器 goodGay類是Building類的好朋友,可以訪問到Building類中私有內容
	friend class goodGay;
public:
	Building();
public:
	string m_SittingRoom; //客廳
private:
	string m_BedRoom;//臥室
};
Building::Building(){
	this->m_SittingRoom = "客廳";
	this->m_BedRoom = "臥室";
}
goodGay::goodGay(){
	building = new Building;
}
void goodGay::visit(){
	cout << "好基友正在訪問" << building->m_SittingRoom << endl;
	cout << "好基友正在訪問" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01(){
	goodGay gg;
	gg.visit();
}
int main(){
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

代碼解釋:如上述代碼中,我們需要告訴編譯器 告訴編譯器 goodGay類是Building類的好朋友,可以訪問到Building類中私有內容

2.3:成員函數做友元

一個類的成員函數做另一個類的友元。

代碼示例:

class Building;//提前聲明
class goodGay
{
public:
	goodGay();
	void visit(); //只讓visit函數作為Building的好朋友,可以發訪問Building中私有內容
	void visit2(); 
private:
	Building *building;
};
class Building
{
	//告訴編譯器  goodGay類中的visit成員函數 是Building好朋友,可以訪問私有內容
	friend void goodGay::visit();
public:
	Building();
public:
	string m_SittingRoom; //客廳
private:
	string m_BedRoom;//臥室
};
Building::Building(){
	this->m_SittingRoom = "客廳";
	this->m_BedRoom = "臥室";
}
goodGay::goodGay(){
	building = new Building;
}
void goodGay::visit(){
	cout << "好基友正在訪問" << building->m_SittingRoom << endl;
	cout << "好基友正在訪問" << building->m_BedRoom << endl;
}
void goodGay::visit2(){
	cout << "好基友正在訪問" << building->m_SittingRoom << endl;
	//cout << "好基友正在訪問" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01(){
	goodGay  gg;
	gg.visit();
}
int main(){  
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

代碼解釋:如上述代碼中,我們需要告訴編譯器 goodGay類中的visit成員函數 是Building好朋友,可以訪問私有內容

三:內部類

3.1:概念

概念:如果一個類定義在另一個類的內部,這個類就叫內部類。注意此時的內部類是一個獨立的類,它不屬于外部類。更不可以通過外部類的對象去調用內部類。外部類對內部類沒有任何的訪問權限。

??下面我們看一段代碼:

// 內部類
class A
{
private:
	static int k;
	int h;
public:
	// 內部類
	class B // B天生就是A的友元
	{
	public:
		void foo(const A& a)
		{
			cout << k << endl;//OK
			cout << a.h << endl;//OK
		}
	private:
		int _b;
	};

	// A不是B的友元
	/*void Print(const B& b)
	{
	b._b = 0;
	}*/
};
int A::k = 1;
int main()
{
	A aa;
	cout << sizeof(A) << endl;
	A::B bb;
	return 0;
}

代碼解釋:如上述代碼中,對于此處的內部類,B天生就是A的友元,所以在B類中可以訪問A類的私有成員,但是A不是B的友元。如果內部類是公有屬性的話,我們還可以實例化內部類對象。

3.2:特性

??????特性:

  • 內部類可以定義在外部類的public、protected、private都是可以的。
  • 注意內部類可以直接訪問外部類中的static、枚舉成員,不需要外部類的對象/類名。
  • sizeof(外部類) = 外部類,和內部類沒有任何關系。

原文鏈接:https://blog.csdn.net/qq_43727529/article/details/124962793

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