成员变量和函数的存储

c++实现了封装，数据和数据处理的操作是分开存储的，c++中非静态数据成员直接内含在类对象中，成员函数虽然内含在class声明之内，却不在对象之中。每一个非内联函数只会诞生一份函数实例。

我们可以用sizeof来测量一个类的大小理解它的空间是如何计算的：

但是我们要知道sizeof测的是这个类将来实例化对象后，为对象开辟的空间大小。

#include<iostream>
using namespace std;
class  test0
{
public:
  int a;
};
class test1
{
  int a;
  static int b;
};
class test2
{
  int a;
  static int b;
  void printtest()
  {
    cout << "hello world" << endl;
  }
};
  class test3
{
};
class test4//综合计算
 {
public:
   int a=0;//普通的成员变量
  static int b;//静态成员不存在类实例化的对象中
   void show()//普通成员函数不存在类实例化的对象中
     {
     cout << a << " " << b << endl;
     }
   static void show1()//静态成员函数 不存在类实例化的对象中
    {
     cout << b << endl;
     }
   };
 int test4::b = 1;
 void test01()
 {
   test4 p;
   p.show();
   //空类的大小不是0 而是1
   cout << sizeof(test0) << endl;
   cout << sizeof(test1) << endl;
   cout << sizeof(test2) << endl;
   cout << sizeof(test3) << endl;
   cout << sizeof(test4) << endl;
   cout << sizeof(p) << endl;
 }
int main()
 {
  test01();
 }

故对于类对象成员中空间的占用为：

变量：

类对象成员-普通成员变量占用对象空间大小

类对象成员-静态成员变量不占用对象空间大小

函数：

类对象成员-普通成员函数不占用对象空间大小

类对象成员-静态成员函数不占用对象空间大小

this指针

通过上述我们知道。c++的数据和操作其实是分开的存储，并且每一个非内联成员函数指挥诞生一份函数实例，也就是多个同类型的对象会共用一块代码，问题是这一快代码是如何区分那个对象在调用该函数，这里会引入this指针（一个对象指针），来决定调用。

this指针的工作原理

类的成员函数默认编译器都会加上了一个this指针,这个this指针指向调用该成员函数的对象。

class  num
{
public:
  int ma;
  void seta(int x)
  {
    ma = x;
    cout << ma << endl;
  }
};
int main()
{
  num s1;
  s1.seta(20);
  num s2;
  num s3;
}

this指针是实例化对象后编译器就有的，调用的时候也是编译器的自动调用，适隐藏的功能。

对于成员函数，就是通过this指针解决是哪一个对象调用的问题，this指针无需定义，可以直接使用。对于静态函数成员是不存在this指针的，静态成员函数是不能操作非静态变量的。

this指针的应用

class person
 {
public:
   person(int age, string name)// this
     {
     this-> age = age;
     this-> name = name;
     }
   void show()
     {
     cout << age << " " << name << endl;
     }
   person person_add(person & p2)//this ‐‐‐‐‐‐> p1   函数类型为类的函数
     {
     person p(this-> age + p2.age, this-> name + p2.name);//"helloworld"
     return p;//返回调用该成员函数的对象地址，即this指针
     }
   int age;
   string name;
    };
 person person_add(person & p1, person & p2)
 {
   person p(p1.age + p2.age, p1.name + p2.name);//"helloworld"
   return p;
   }
 void test02()
 {
   person p1(10, "hello");
   person p2(20, "world");
  //p3 = p1 + p2 30,"helloworld"
  //person p3 = person_add(p1,p2);
    //p3.show();
   person p3 = p1.person_add(p2);
   p3.show();
   }
 void test01()
 {
   person p1(10, "lucy");
   p1.show();
  }
 int main()
 {
 test02();
  return 0;
 }

可以看到我们可以通过函数返回this指针来使用某个实例化的对象。对象调用函数，函数返回this指针。

const修饰的成员函数

用const修饰成员函数时，const修饰this指针指向的内存区域，即该指针只读，对象内部不可被修改，即类中的任何普通成员变量不可被修改。成员函数体内不可以修改本类中的任何普通成员变量，当成员变量类型符前用mutable修饰时例外。

这个const修饰的是指针 const type * const this,代表不能通过this指针去修改this指针指向对象的内容，即类中的任何普通成员变量。

person person_add(person & p2)const//const person * const this ‐‐‐‐‐‐> p
{
 //this‐>age = 200;
 person p(this‐ > age + p2.age, this‐ > name + p2.name);//"helloworld"
 return p;
 }

友元

类的主要特点之一是数据隐藏，即类的私有成员无法在类的外部(作用域之外)访问。但是，有时候需要在类的外部访问类的私有成员，怎么办？

解决方法是使用友元函数，友元函数是一种特权函数，c++允许这个特权函数访问私有成员。

这一点从现实生活中也可以很好的理解：比如你的家，有客厅，有你的卧室，那么你的客厅是Public 的，所有来的客人都可以进去，但是你的卧室是私有的，也就是说只有你能进去，但是呢，你也可以允许你的闺蜜好基友进去。

如果想要让全局函数或一个类的成员函数访问另一个类私有成员,只需要声明友元即可。

友元的语法

使用friend关键字声明友元，friend只要出现在声明处，一个函数或者类作为另一个类的的友元，那么这个函数或类就可以直接访问另一个类的私有数据。

友元重要运用在运算符重载上。

1.普通全局函数成为类的友元

#include<string>
class Room 
{
  friend void visit1(Room& room);//声明一个友元函数，且为普通全局函数
private:
  string bedroom;
public:
  string setingroom;
public:
  Room(string bedroom, string setingroom)
  {
    this->bedroom = bedroom;
    this->setingroom = setingroom;
  }
};
//普通全局变量
void visit1(Room &room)
{
  cout << "访问了" << room.bedroom << endl;//可以访问了
  cout << "访问了" << room.setingroom << endl;
}
int main()
{
  Room room("卧室", "客厅");
  visit1(room);//直接调用
  return 0;
}

2.类的某个成员函数作为另一个类的友元

举例如下：

#include<string>
class Room;//声明类，但是只说明类名称仅此而已
class godgay
{
public:
  void visiting1(Room& room);
  void visiting2(Room& room);
};
class Room 
{
  friend void godgay::visiting2(Room& room);//声明另一个类的函数为该类的友元函数
private:
  string bedroom;
public:
  string setingroom;
public:
  Room(string bedroom, string setingroom)
  {
    this->bedroom = bedroom;
    this->setingroom = setingroom;
  }
};
void godgay::visiting1(Room& room)
{
  cout << "客人访问问了" << room.setingroom << endl;
  //cout << "访问了" << room.bedroom << endl;访问不了
}
void godgay::visiting2(Room& room)
{
  cout << "好基友访问了" << room.bedroom << endl;
}
int main()
{
  Room room("卧室", "客厅");
  godgay a;
  a.visiting2(room);//直接调用
  a.visiting1(room);
  return 0;
}

我们将一个类中的函数声明为另一个类中的友元函数，该友元函数便可以访问该类中的私有数据。

在这里我们需要注意类的声明，类的声明只是说有个这个名字的类，但此时类的成员未定义，引用会报错，我们需要再定义类，之后再访问。

整个类作为另一个类的友元

class Building;
 class Goodgay
 {
public:
   Goodgay(string hall, string bedroom);
    void visit();
   Building * b;
   };
 class Building
 {
   //friend void print_Building(Building &b);
     //friend class Goodgay; //一个类成为另一个类的友元
     friend void Goodgay::visit();//类的成员函数成为另一类的友元
 public:
   Building(string hall, string bedroom)
     {
     this-> bedroom = bedroom;
     this-> hall = hall;
  }
   string hall;
  private:
   string bedroom;
 };
 Goodgay::Goodgay(string hall, string bedroom)
 {
   b = new Building(hall, bedroom);
 }
 void Goodgay::visit()
 {
   cout << b-> hall << " " << b-> bedroom << endl;
 }
 void test01()
 {
    Goodgay gd("卧龙山庄", "闺房");
    gd.visit();
 }
  int main()
{
 test01(); 
 return 0;
 }

将一个类作为友元，即类中的任何成员都可以访问该私有数据。

注意事项：

1.友元关系不能被继承

2.友元关系是单向性的

3.友元关系不具有传递性

运算符重载

1 运算符重载的基本概念

运算符重载: 就是给运算符赋予一个新的意义

int a =1;

int b=2;'

int c = a +b;

类相加：

person p1;

person p2;

person p3= p1+p2;

运算符只能运算内置的数据类型,对于自定义的数据类型,不能运算,所以

我们可以重载运算符。

2 重载加号运算符

class person
 {
 public:
   person(int age)
     {
     this-> age = age;
     }
     person operator+(person & p2)
     {
     person p(this->age + p2.age);
     return p;
     }
     int age;
     };
//person operator+(person &p1, person &p2)
//{
 // person p(p1.age+p2.age);
 // return p;
 //}
 void test01()
 {
   person p1(10);
   person p2(20);
   person p3 = p1 + p2;// operator+(p1,p2) p1.operator+(p2)
   cout << p3.age << endl;
 }
 int main()
 {
  test01();
  return 0;
}

在这里我们也可以自己定义一个operator+的运算符，可以将两个类中的age相加。

3 重载左移运算符和算符重载碰上友元函数

class person
   {
   friend ostream & operator<<(ostream & cout, person & p);
 public:
   person(int age)
     {
     this-> age = age;
     }
 private:
   int age;
     };
ostream & operator<<(ostream & cout, person & p)
 {
   cout << p.age;
   return cout;
 }
 void test01()
 {
   person p1(10);
   cout << p1 << endl;
   // operator<<(cout,p1) //cout.operator<<(p1) 重载左移运算符
 }
 int main()
 {
   test01();
   return 0;
 }

这里的ostream&opeator<<是一个插入格式化输出函数。

可以重载的运算符

几乎 C 中所有的运算符都可以重载，但运算符重载的使用时相当受限制的。特别是不能使用C 中当前没有意义的运算符 ( 例如用 ** 求幂 ) 不能改变运算符优先级，不能改变运算符的参数个数。这样的限制有意义，否则，所有这些行为产生的运算符只会混淆而不是澄清寓语意。

c++学习之类与对象3