【C++】类和对象（完结篇）（二）

3. 匿名对象

接下来我们再来学一个知识叫做匿名对象，什么是匿名对象呢？

那现在呢有这样一个类：

我们现在想要那这个类去创建对象，那除了我们之前学的方法之外，其实我们还可以这样创建对象：

🆗，这里我们就拿A这个类创建了一个匿名对象。

匿名对象的特点就是没有名字，但是它的生命周期只在创建它的这一行。

我们可以来证明一下：

我们通过调式可以发现，113行执行完，这个匿名对象就已经调用了它的析构函数，即它的声明周期已经结束了。

但是要注意，和临时变量一样，如果我们用匿名对象去初始化一个引用的话，它的生命周期就会被延长至该引用被销毁。并且这里肯定都要加const的，因为临时变量和匿名对象都具有常性。

那匿名对象有什么用呢？

既然创造出来，就一定是有用的。

比如：

现在有一个类Solution，里面有一个非静态成员函数Sum_Solution，我们知道想要调用类里面的非静态成员函数，是需要通过对象去调用的。

那现在有了匿名对象，我们就可以这样调用了：

匿名对象在这样场景下就很好用，当然还有一些其他使用场景，这个我们以后遇到了再说。

4. 友元

友元分为：友元函数和友元类。

4.1 友元函数

那友元函数我们在上一篇文章是不是就用到了：

在上一篇文章我们实现的日期类中：

我们尝试去重载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，然后我们就使用友元解决了。operator>>同理。

友元函数使得定义在类外部的普通函数可以直接访问类的私有和受保护成员，该函数不属于任何类，但需要在类的内部声明，声明时需要加friend关键字。

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

经过之前的学习我们知道const修饰的是啥？

const修饰非静态成员函数，实际修饰的是this指针，而友元函数根本都不是类成员函数，所以都没有this指针。

友元函数可以在类里面的任何地方声明，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

4.2 友元类

接下来我们再来学习一下友元类：

我们来看这样一个场景：

class Time
{
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;
};

现在有两个类，在Date类中有一个成员变量是Time类的对象。

Time类中的成员变量都是私有的，那在Date类中我们想访问Time类成员的私有成员变量，是不行的。

那想解决这个问题，除了去写Get和Set方法，还可以这样解决：

就是声明日期类为时间类的友元类，这样在日期类中就可以直接访问Time类成员中的私有成员变量了。

然后呢，友元类还有一些需要我们注意的地方：

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

若C是B的友元， B是A的友元，但不能说明C是A的友元。

友元关系不能继承，这个在后面讲到继承的时候再给大家详细介绍

5. 内部类

我们再来看一个东西叫做内部类，什么是内部类呢？

如果一个类定义在另一个类的内部，那么这个类就叫做内部类。

比如像这样：

class A
{
private:
  int h;
public:
  class B 
  {
  private:
    int b;
  };
};

那大家先来思考一个问题：类A的大小是多少？

对于类A来说，首先有一个整型成员变量ｈ，然后还有一个成员是类B，B里面也有一个整型成员变量。

那两个整型变量，A的大小是不是８个字节啊？

我们来验证一下：

欸，结果是４，为什么呢，里面不是还有一个类B嘛。

我们通过调式可以发现：

拿A定义一个对象，它的里面只有一个成员变量ｈ，并没有类B。

所以呢：

这里想告诉大家的是：

内部类并不属于外部类，它和对应的外部类是相互独立的，只是受外部类类域的限制。

对于上面那个类来说，我们想拿A中的内部类B去创建对象，这样是不行的：

因为B是在A这个类域里面的。

这样就可以了。

另外呢：

内部类也是受访问限定符的限制的。

刚才类B在A中是Public修饰的，所以我们指定类域之后就可以访问了，但如果B被private修饰呢？

就不行了。

然后还有就是：

内部类天生就是其对应的外部类的友元类。

那这样的话，在B中就可以直接访问A中的私有成员了。

网络异常，图片无法展示

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注意内部类可以直接访问外部类中的static成员，不需要通过外部类的对象/类名。

但是我们说了，友元关系是单向的，所以：

外部类对内部类没有任何的访问权限。

6. 拷贝对象时编译器的一些优化

在有些拷贝对象的情况下，C++编译器会做一些优化，减少对象的拷贝，这个在有些场景下还是非常有用的。

那其实在上面我们已经提到过一种场景了：

我们说这种场景会发生一个隐式类型转换，先拿1去构造一个临时对象，然后再拷贝构造给对象a。
但是呢，编译器会进行一个优化，直接拿1去构造对象a。

那除此之外，在某些传参和传返回值的过程，也会有这样的优化。

来看这个类：

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;
};

看这个场景：

大家思考一下，在调用fun1传参的过程中，这里会发生优化吗？

我们来分析一下，这里正常的逻辑是先拿2去构造一个临时对象，然后再去拷贝构造形参a。
那这里肯定也是会直接优化成一步构造的。

我们可以来验证一下：

是不是只有一步构造啊，这里析构的其实是fun1中的a。

还有这种情况也是同样的道理。

当然这几种情况如果我们传的是引用的话那就不用拷贝了，所以传参能用引用的话可以尽量传引用。

再来看这种场景：

main函数里面只调用了一下fun2，在fun2函数里面，先是一个构造，然后是一个拷贝构造（因为a出函数就销毁了，返回的是一个临时变量，是a的拷贝，这个也是我们前面讲过的知识）。

那这里会优化吗？

不会的，因为这里的构造和拷贝构造并不是一个表达式里的，是分开的两步。当然不同的编译器也可能会不同处理。

我们可以调式观察一下：

那我们如果写成这样呢：

这里跟上面那样写相比是不是又多了一个拷贝构造啊。

返回值返回是一个拷贝构造，然后紧接着又把返回值拷贝构造给了aa。

那这里会优化吗？

是会的，因为这两个拷贝构造是不是一个连续的过程啊。

可以看到，这里跟上面是一样的。当然这是编译器优化的结果。

🆗，那如果我们接收返回值这样接收呢：

我们先定义一个对象，然后拿定义好的对象去接收返回值。

这两种写法有什么不同呢，我们来对比一下：

大家可以看一下，差别还是挺大的。

第一种写法呢是构造（函数内）+一个拷贝构造（返回值），优化之后是这样；但是第二种的话是首先main函数内构造一个对象aa2，然后函数内一个构造，一个拷贝构造，最后又赋值给aa2。

所以说：

接收对象返回值的时候，尽量用拷贝构造的方式接收，不要赋值接收。

再来看，这样呢：

刚才我们是先构造一个对象，然后返回，那如果现在直接返回一个匿名对象呢？

那这样的话，匿名对象的构造和返回时的拷贝构造是不是就连续了，所以这里编译器就会对它进行优化了：

直接返回匿名对象的情况下，构造+拷贝构造就被优化成直接构造了。

所以在返回对象时，能用匿名对象的话可以选择用匿名对象。

7. 再次理解类和对象

现实生活中的实体 计算机并不认识，计算机只认识二进制格式的数据。如果想要让计算机认识现实生活中的实体，用户必须通过某种面向对象的语言，对实体进行描述，然后通过编写程序，创建对象后计算机才可以认识。

比如想要让计算机认识洗衣机，就需要：

用户先要对现实中洗衣机实体进行抽象——即在人为思想层面对洗衣机进行认识，洗衣机有什么属性，有那些功能，即对洗衣机进行抽象认知的一个过程

经过1之后，在人的头脑中已经对洗衣机有了一个清醒的认识，只不过此时计算机还不清楚，想要让计算机识别人想象中的洗衣机，就需要人通过某种面相对象的语言(比如：C++、Java、Python等)将洗衣机用类来进行描述，并输入到计算机中

经过2之后，在计算机中就有了一个洗衣机类，但是洗衣机类只是站在计算机的角度对洗衣机对象进行描述的，通过洗衣机类，可以实例化出一个个具体的洗衣机对象，此时计算机才能知道洗衣机是什么东西。

用户就可以借助计算机中洗衣机对象，来模拟现实中的洗衣机实体了。

在类和对象阶段，大家一定要体会到，类是对某一类实体(对象)来进行描述的，描述该对象具有哪些属性，哪些方法，描述完成后就形成了一种新的自定义类型，用然后用该自定义类型就可以实例化具体的对象。

🆗，那我们这篇文章的内容就到这里，欢迎大家指正！！！