c++类与对象(五):友元、内部类、临时对象、匿名对象

简介: c++类与对象(五):友元、内部类、临时对象、匿名对象

上次重新再次补全了构造函数的内容,以及static成员

今天就来进行类与对象最后一部分的内容


1.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,所以能不用就不用。

友元包括:友元函数和友元类


1.1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,声明时需要在前面加friend关键字


之前我们在重载<< 和>>时已经使用过了,一开始发现重载成成员函数不行。


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。如果重载为成员函数: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


class Date
{
public:
   Date(int year=1, int month = 1, int day = 1)
    :_year(year)
    ,_month(month)
    ,_day(day)
  { }
   friend ostream& operator<<(ostream& out,const Date& d);
   friend istream& operator>>(istream& in,Date& d);
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
  out << d._year << "/" << d._month << "/" << d._day << endl;
  return out;
}
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
  in >> d._year >> d._month >> d._day;
  return in;
}


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
  • 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


1.2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。


比如下面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,在继承位置再给大家详细介绍。

class Time
{
public:
  Time(int hour = 0,int minute=0)
    :_hour(hour)
    ,_minute(minute)
  { }
  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
private:
  int _hour;
  int _minute;
};
class Date
{
public:
   Date(int year=1, int month = 1, int day = 1)
    :_year(year)
    ,_month(month)
    ,_day(day)
  { }
   void SetTime(int hour = 0, int minute = 0)
   {
     // 直接访问时间类私有的成员变量
     _t._hour = hour;
     _t._minute = minute;
   }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
  Time _t;
};


2.内部类

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

内部类的构造函数不能直接初始化外部类的对象。如果需要在内部类中使用外部类的对象,应该使用指针或者引用。


class A
{
public:
  A(int a = 0)
    :_a(a)
  { }
  class B//B这个内部类是A的友元
  {
  public:
    void print(A& _ra)//通过引用或者指针
    {
      cout << _b << endl;
      cout << _ra._a << endl;//访问外部类的私有变量
    }
  private:
    int _b;
  };
private:
  int _a;
};

其实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


特性:


内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。

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。

sizeof(外部类)=外部类,和内部类没有任何关系


3.临时对象


临时对象是指在表达式中创建的、没有被显式命名的对象。它们通常用于在表达式中进行一些计算或操作,然后被立即销毁。临时对象的生命周期通常只存在于当前表达式的执行过程中。


临时对象的使用场景包括:


作为函数的实参传递给函数。

作为函数的返回值返回给调用者。

用于执行一些临时的计算或操作


class Point {
public:
  Point(int x, int y) 
    : _x(x), _y(y) 
  {
    cout << "Constructor called" << endl;
  }
  Point(const Point& other) 
    : _x(other._x), _y(other._y) 
  {
    cout << "Copy constructor called" << endl;
  }
  ~Point() 
  {
    cout << "Destructor called" << endl;
  }
  void Print() 
  {
    cout << "Point(" << _x << ", " << _y << ")" << endl;
  }
private:
  int _x;
  int _y;
};
Point CreatePoint() 
{
  return Point(3, 4); // 创建临时对象并返回
}
int main() 
{
  Point p1 = CreatePoint(); // 临时对象作为返回值赋值给p1后就开始销毁了
  p1.Print();
  return 0;
}

结果:

Constructor called
Copy constructor called
Destructor called
Point(3, 4)
Destructor called

4.匿名对象


匿名对象是在创建时未命名的临时对象。它们没有被显式地分配给任何变量,只在创建时使用,通常用于简单操作、函数调用或者作为表达式的一部分

class A
{
public:
  A()//无参构造
  {
    count++;
  }
  A(A& a)//拷贝构造
  {
    count++;
  }
  static int getCount()//静态成员函数,没有this指针
  {
    return count;
  }
private:
  static int count;//类内声明,属于整体(公有)
};
int A::count = 0;//类外定义
int main()
{
  A aa;  //A aa;有名对象
  cout << aa.getCount()-1 << endl;
  A();// 这种写法叫做匿名对象,生命周期只在这一行。方便调用函数用的
  cout << A().getCount() - 1 << endl;
  return 0;
}

c++初阶类与对象的基本内容就已经梳理好了,感谢大家的支持!!!

目录
相关文章
|
8月前
|
编译器 C++ 开发者
【C++篇】深度解析类与对象(下)
在上一篇博客中,我们学习了C++的基础类与对象概念,包括类的定义、对象的使用和构造函数的作用。在这一篇,我们将深入探讨C++类的一些重要特性,如构造函数的高级用法、类型转换、static成员、友元、内部类、匿名对象,以及对象拷贝优化等。这些内容可以帮助你更好地理解和应用面向对象编程的核心理念,提升代码的健壮性、灵活性和可维护性。
|
4月前
|
存储 编译器 程序员
c++的类(附含explicit关键字,友元,内部类)
本文介绍了C++中类的核心概念与用法,涵盖封装、继承、多态三大特性。重点讲解了类的定义(`class`与`struct`)、访问限定符(`private`、`public`、`protected`)、类的作用域及成员函数的声明与定义分离。同时深入探讨了类的大小计算、`this`指针、默认成员函数(构造函数、析构函数、拷贝构造、赋值重载)以及运算符重载等内容。 文章还详细分析了`explicit`关键字的作用、静态成员(变量与函数)、友元(友元函数与友元类)的概念及其使用场景,并简要介绍了内部类的特性。
170 0
|
7月前
|
编译器 C++
类和对象(中 )C++
本文详细讲解了C++中的默认成员函数,包括构造函数、析构函数、拷贝构造函数、赋值运算符重载和取地址运算符重载等内容。重点分析了各函数的特点、使用场景及相互关系,如构造函数的主要任务是初始化对象,而非创建空间;析构函数用于清理资源;拷贝构造与赋值运算符的区别在于前者用于创建新对象,后者用于已存在的对象赋值。同时,文章还探讨了运算符重载的规则及其应用场景,并通过实例加深理解。最后强调,若类中存在资源管理,需显式定义拷贝构造和赋值运算符以避免浅拷贝问题。
|
7月前
|
存储 编译器 C++
类和对象(上)(C++)
本篇内容主要讲解了C++中类的相关知识,包括类的定义、实例化及this指针的作用。详细说明了类的定义格式、成员函数默认为inline、访问限定符(public、protected、private)的使用规则,以及class与struct的区别。同时分析了类实例化的概念,对象大小的计算规则和内存对齐原则。最后介绍了this指针的工作机制,解释了成员函数如何通过隐含的this指针区分不同对象的数据。这些知识点帮助我们更好地理解C++中类的封装性和对象的实现原理。
|
7月前
|
安全 C++
【c++】继承(继承的定义格式、赋值兼容转换、多继承、派生类默认成员函数规则、继承与友元、继承与静态成员)
本文深入探讨了C++中的继承机制,作为面向对象编程(OOP)的核心特性之一。继承通过允许派生类扩展基类的属性和方法,极大促进了代码复用,增强了代码的可维护性和可扩展性。文章详细介绍了继承的基本概念、定义格式、继承方式(public、protected、private)、赋值兼容转换、作用域问题、默认成员函数规则、继承与友元、静态成员、多继承及菱形继承问题,并对比了继承与组合的优缺点。最后总结指出,虽然继承提高了代码灵活性和复用率,但也带来了耦合度高的问题,建议在“has-a”和“is-a”关系同时存在时优先使用组合。
356 6
|
7月前
|
编译器 C++
类和对象(下)C++
本内容主要讲解C++中的初始化列表、类型转换、静态成员、友元、内部类、匿名对象及对象拷贝时的编译器优化。初始化列表用于成员变量定义初始化,尤其对引用、const及无默认构造函数的类类型变量至关重要。类型转换中,`explicit`可禁用隐式转换。静态成员属类而非对象,受访问限定符约束。内部类是独立类,可增强封装性。匿名对象生命周期短,常用于临时场景。编译器会优化对象拷贝以提高效率。最后,鼓励大家通过重复练习提升技能!
|
4月前
|
人工智能 机器人 编译器
c++模板初阶----函数模板与类模板
class 类模板名private://类内成员声明class Apublic:A(T val):a(val){}private:T a;return 0;运行结果:注意:类模板中的成员函数若是放在类外定义时,需要加模板参数列表。return 0;
94 0
|
6月前
|
编译器 C++ 容器
【c++11】c++11新特性(上)(列表初始化、右值引用和移动语义、类的新默认成员函数、lambda表达式)
C++11为C++带来了革命性变化,引入了列表初始化、右值引用、移动语义、类的新默认成员函数和lambda表达式等特性。列表初始化统一了对象初始化方式,initializer_list简化了容器多元素初始化;右值引用和移动语义优化了资源管理,减少拷贝开销;类新增移动构造和移动赋值函数提升性能;lambda表达式提供匿名函数对象,增强代码简洁性和灵活性。这些特性共同推动了现代C++编程的发展,提升了开发效率与程序性能。
181 12
|
7月前
|
设计模式 安全 C++
【C++进阶】特殊类设计 && 单例模式
通过对特殊类设计和单例模式的深入探讨,我们可以更好地设计和实现复杂的C++程序。特殊类设计提高了代码的安全性和可维护性,而单例模式则确保类的唯一实例性和全局访问性。理解并掌握这些高级设计技巧,对于提升C++编程水平至关重要。
131 16
|
8月前
|
编译器 C语言 C++
类和对象的简述(c++篇)
类和对象的简述(c++篇)