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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
静态成员变量
面试题
面试题：实现一个类，计算程序中创建出了多少个类对象。
c
class A
{
public:
A()
{
++n;
}
A(const A& aa)
{
++ n;
}
private:
static int n;
};
int A::n = 0;这里的n就是一个静态全局变量,注意静态变量是不能给缺省值的,因为他不是单独属于某一个对象,而是属于这个类的所有对象,因此需要在类外面定义
由于n受域作用限定符的限制,当我们屏蔽掉private后就可以访问n了
我们再来看看下面的三段代码
补充
代码1
c
class A
{
public:
A()
{
++n;
}
A(const A& aa)
{
++ n;
}
//private:
static int n;
};
int A::n = 0;
int main()
{
A aa1;
A aa2;
A* ptr = nullptr;
cout << aa1.n << endl;
cout << aa2.n << endl;
cout << ptr->n << endl;
return
代码2
c
class A
{
public:
A()
{
++n;
}
A(const A& aa)
{
++ n;
}
//private:
static int n;
};
int A::n = 0;
int main()
{
A aa1;
//A aa2;
A* ptr = nullptr;
cout << aa1.n << endl;
//cout << aa2.n << endl;
cout << ptr->n << endl;
return 0;
}
代码3
c
class A
{
public:
A()
{
++n;
}
A(const A& aa)
{
++ n;
}
//private:
static int n;
};
int A::n = 0;
int main()
{
//A aa1;
//A aa2;
A* ptr = nullptr;
//cout << aa1.n << endl;
//cout << aa2.n << endl;
cout << ptr->n << endl;
return 0;
}
上面的三个代码中ptr输出的n的值是不一样的,这需要我们了解static存储的变量在静态区
比如ptr->n,n并不在ptr指向的对象里,而是在静态区,在寻找n的时候就是去静态区里找
因为是受到static修饰,所以n的值是全局变量,全局变量不想局部变量,出了作用域后就会销毁然后从新开始,也就是说这里的n不会因为一个对象结束后就重新变成0
如何访问private中的成员变量
上面的代码中我们都是将private屏蔽掉才可以访问到n的,当private没有屏蔽的时候,就会因为权限导出不允许访问
要想解决这个问题只有在公有区域里创建一个函数Getn()去获得n的值
c
class A
{
public:
A()
{
++n;
}
A(const A& aa)
{
++ n;
}
int Getn()
{
return n;
}
private:
static int n;
};
int A::n = 0;
int main()
{
A aa1;
cout << aa1.Getn() << endl;
return 0;
}
静态成员函数
静态成员函数的访问方式如下
A::Getn()也是可以这样访问的,另外静态成员变量也同理
静态成员函数没有this指针
静态成员函数与普通的成员函数不同点在于静态成员函数没有this指针,所以不能访问非静态成员变量或者函数
c
class A
{
public:
A()
{
++n;
}
A(const A& aa)
{
++ n;
}
static int Getn()
{
a++;
return n;
}
private:
static int n;
int a;
};
int A::n = 0;
int main()
{
A aa1;
cout << A::n << endl;
return 0;
}
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
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。所以友元我们了解一下就行了
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。
c
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。
c
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:
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(没有this指针)
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
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
c
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：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，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. sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系。
2. 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的,且内部类受类域限制
3. 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(内部类是外部类的友元类)
特性1
c
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;
cout << a.h << endl;
}
};
};
int A::k = 1;
int main()
{
A::B b;
b.foo(A());
cout << sizeof(A) << endl;
return 0;
}
sizeof(A)的结果是4,可能很多人会觉得B在A里面的,所以sizeof(A)的结果是包含了B的空间的,但是事实上不是这样的,如果要让sizeof(A)的结果是算上B的空间大小的话应该像下面这段代码这样写
c
class B
{
private:
int _b1;
};
class A
{
private:
static int k;
int h;
B _b;
}此外类是不占用空间的,因为类只是一个声明,而在定义的时候才会有空间,也就是说声明只是说有这么一个东西,但是不会讲空间分配给他,而定义则是让这个东西真实的存在,并分配空间给他
特性2
内部类也是受访问限定符和类域的限制
c
class A
{
public:
class B
{
};
};
int main()
{
A a;
B b;
return 0;
}
当我们用域作用限定符的时候就可以正常运行
c
class A
{
public:
class B
{
};
};
int main()
{
A a;
A::B b;
return 0;
}
但是当class B 在A的private中就会因为B是私有导致无法访问
c
class A
{
private:
class B
{
};
};
int main()
{
A a;
A::B b;
return 0;
}
匿名对象
匿名对象就是没有名字的对象,他的特点是生命周期只在当前一行
c
class A
{
public:
A(int a = 0)
:_a(a)
{
cout << "A(int a)" <<a<< endl;
}
~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
A aa1;
A aa2(2);
A();
A(3);
return 0;
}
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。
但是不同的编译器优化程度是不同的,所以我们只需要简单了解一下就可以了
c
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;
}