【C++】类和对象(7)--友元, static成员

目录

一 友元

1 友元概念

2 友元函数

3 友元类 

二 static成员

1 概念

2 用法

3 static成员特性

4 例题

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一 友元

1 友元概念

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

2 友元函数

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

3 友元类 

1 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。

2 友元关系是单向的，不具有交换性。

3 比如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。

4 友元关系不能传递

如果C是B的友元， B是A的友元，则不能说明C时A的友元。

友元关系不能继承，在继承位置再详细介绍。

class A
{
private:
       int h;
public:
       // A和B关系
       // B就是一个普通类，只是受A的类域和访问限定符限制,本质相当于被封装了一下
       // B天生就是A的友元
       class B 
       {
       public:
              void func()
              {
                      A aa;
                      // B天生就是A的友元
                      aa.h++;
              }
       private:
              int _b;
       };
};
 
int main()
{
       cout << sizeof(A) << endl;
 
       A aa;
       A::B bb;
 
       return 0;
}

输出: 4

说明:

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

二 static成员

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。静态成员变量一定要在类外进行初始化

2 用法

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属于私有 在外面访问不了 所以创建一个成员函数来获取
	int GetCount()
	{
		return _scount;
	}
private:
	//类里声明
	static int _scount;//属于整个类 属于这个类的所有对象 每次调用_scount的时候都会调用同一个_scount
};
 
//类外定义
int A::_scount = 0;
 
void func()
{
	A aa;
	A bb;
}
 
void TestA()
{
	func();
 
	//没有创建对象 调用不了成员函数
	//方法1 
	A cc;//有名对象
	cout << cc.GetCount() - 1 << endl;//为了调用而创建的，所以要-1
 
	//方法2
	// A() 这种写法叫做匿名对象，生命周期只在这一行
	cout << A().GetCount() - 1 << endl;
}
 
 
int main()
{
	TestA();
	return 0;
}
 

优化:

class A
{
public:
	A() { ++_scount; }
	A(const A& t) { ++_scount; }
	~A() {}
 
	// _scount属于私有 在外面访问不了 所以创建一个成员函数来获取
	static int GetCount()
	{
		return _scount;
	}
private:
	//类里声明
	static int _scount;//属于整个类 属于这个类的所有对象 每次调用_scount的时候都会调用同一个_scount
};
 
//类外定义
int A::_scount = 0;
 
void func()
{
	A aa;
	A bb;
}
 
void TestA()
{
	func();
	cout << A::GetCount()<< endl;
}
 
 
int main()
{
	TestA();
	return 0;
}

输出: 2

这是为啥?

静态成员函数没有隐藏的this指针 所以不用创建对象

3 static成员特性

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

静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？-->错误 静态成员函数没有this指针 (也不能访问非静态成员变量)

非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？-->正确

4 例题

求1+2+3+...+n_牛客题霸_牛客网

 

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

本节算是一个补充吧 一些细节上的说明  内容简单, 不难理解, 但是这些特性谨记为好

继续加油!