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承接CD21.【C++ Dev】类和对象(12) 流插入运算符的重载文章
1.友元
友元函数
在CD21.【C++ Dev】类和对象(12) 流插入运算符的重载文章中提到过,明确友元函数的特点:特点为:不受访问限定符限制,突破封装的限制 ,可访问类的私有和保护成员,这里介绍友元函数的几个特点
几个特点
1.友元函数是定义在类外 部的普通函数,不是类的成员函数
2.友元函数不能用const修饰
解释:const修饰一般修饰的是成员函数,显然友元函数不属于任何类,无this指针,因此不能用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
这个在CD21.【C++ Dev】类和对象(12) 流插入运算符的重载文章讲过了,不再赘述
4.一个函数可以是多个类的友元函数
因为友元函数不属于任何类,所以可以是多个类的友元函数
cpp
#include <iostream>
using namespace std;
class Myclass2;//前向声明
class Myclass1
{
friend void function(const Myclass1& obj1, const Myclass2& obj2);
private:
int _val = 1;
};
class Myclass2
{
friend void function(const Myclass1& obj1, const Myclass2& obj2);
private:
int _val = 2;
};
void function(const Myclass1& obj1, const Myclass2& obj2)
{
cout << "function(),Myclass1's val=" <<obj1._val<< endl;
cout << "function(),Myclass2's val=" <<obj2._val<< endl;
}
int main()
{
Myclass1 obj1;
Myclass2 obj2;
function(obj1,obj2);
return 0;
}提醒:Myclass2必须前向声明,编译器默认是向上查找,否则编译器在遇到Myclass1的友元函数的声明friend void function(const Myclass1& obj1, const Myclass2& obj2);无法正确识别Myclass2
运行结果:
5.友元函数的调用与普通函数的调用原理相同
参见上方代码理解
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,这是由friend的特性实现的
格式
cpp
friend class 类的名称代码示例
cpp
#include <iostream>
using namespace std;
class Myclass1
{
friend class Myclass2;//突破Myclass1的private限制
private:
int _val = 1;
};
class Myclass2
{
public:
void function()
{
cout << "Myclass1's _val:" << _obj._val << endl;
}
private:
Myclass1 _obj;//通过_obj去访问
};
int main()
{
Myclass2 obj;
obj.function();
return 0;
}如果删除单词friend,那么就会报错:
运行结果:
2.内部类(了解即可)
顾名思义,即一个类声明在另一个类的里面,代码框架如下:
cpp
class Myclass1
{
public:
//......
class innerclass
{
public:
//......
private:
//......
};
private:
//......
};计算有内部类的类的大小
提问:obj对象的大小是多少?
cpp
#include <iostream>
using namespace std;
class Myclass
{
public:
void function1()
{
cout << "void function1()" << endl;
}
class innerclass
{
public:
int function2()
{
return 0;
}
private:
static int _val2;
};
private:
int _val1;
};
int main()
{
Myclass obj;
return 0;
}分析
可以从运行结果来推测,使用以下代码:
cpp
int main()
{
Myclass obj;
cout << sizeof(obj) << endl;
}运行结果:发现大小为4字节
从结果反推:
obj里面没有自定义类型为innerclass的对象,class Myclass里面写的class innerclass只是一个声明
且Myclass的成员没有innerclass的对象,因此只算了_val1的大小(注:不算function1函数的大小,函数存放在公共代码段,不存在对象中)
换句话说,类innerclass(不是对象)定义在Myclass的类域里面,但不占空间
注意:内部类不能直接定义
内部类不能直接定义会报错,需要通过外部类来间接定义内部类
如果只想定义内部类,可以这样写:
cpp
#include <iostream>
using namespace std;
class Myclass
{
public:
class innerclass
{
public:
static int _val2;
};
};
int Myclass::innerclass::_val2 = 2;
int main()
{
Myclass::innerclass innerobj;
cout << "innerobj._val2=" << innerobj._val2 << endl;
return 0;
}注意_val2定义的方式,不能将其定义在内部类和外部类之间 ,必须定义在类外(即外部类的外面) ,而且需要使用**两次类名(Myclass::innerclass::)**来定义
运行结果:
如果要加上类型为innerclass的对象大小,**必须将innerclass实例化!**如下:
cpp
class Myclass
{
public:
//......
private:
int _val1;
innerclass _obj;//将类实例化
};再次测试以下代码:
cpp
int main()
{
Myclass obj;
cout << sizeof(obj) << endl;
}运行结果:
注意:这个大小并没有包含static int _val2的大小,因为_val2在静态区,而对象在栈区!
大小为8的计算方法:
Myclass的成员变量有两个:_val1和_obj,_va1占4字节,_obj占1字节(不允许出现空类,这一个字节纯属占位,之前在CD11.【C++ Dev】类和对象(2)文章提到过),4+1==5字节,但要按4字节对齐(最大对齐数的整数倍)以方便访问,因此再填充3个字节凑齐8个字节
有关类的内存对齐的知识点参见下面文章复习:
内部类是外部类的友元类
"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"
那么可以得出:内部类可以访问外部类的非公有成员,代码如下:
cpp
#include <iostream>
using namespace std;
class Myclass
{
public:
void function1()
{
cout << "void function1()" << endl;
}
class innerclass
{
public:
void function2(const Myclass& myobj)
{
cout << "myobj._val1="<<myobj._val1 << endl;
}
private:
static int _val2;
};
innerclass _obj;
private:
int _val1=1;
};
int main()
{
Myclass obj;
obj._obj.function2(obj);
}运行结果:
3.练习
之前在CD26.【C++ Dev】类和对象(17) static成员(下)文章解过JZ64 求1+2+3+...+n,可尝试使用内部类写,下篇将更新代码
