重生之我要学C++第六天(const,static,友元)

简介: 重生之我要学C++第六天(const,static,友元)

这篇文章的主要内容是const以及权限问题、static关键字、友元函数和友元类,希望对大家有所帮助,点赞收藏评论支持一下吧!

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专栏:重生之C++启程(文章平均质量分93)


const以及权限问题

1.const修饰内置类型

const名叫常量限定符,用来限定特定变量,使得这个变量不可被修改,这在特定的情况是非常实用的,比如一些只读不可写的变量,可以用const来限定。

(1).const修饰普通变量

在C++或者C语言中,const修饰普通变量的形式如下:

const int a = 10;

也可以将const和变量相邻

int const a = 10;

对于普通变量,这两种写法是一样的,都是限制a变量,使得a变量不可被修改。

强行修改会出现编译错误。这就是常量限定符的作用。

(2).const修饰指针变量

先给出变量a的指针p

1. int a = 10;
2. int* p = &a;

这里两点非常重要:const直接修饰p,会导致p不可改变,即指针指向不能改变。

                               const直接修饰*p,会导致*p不可改变,即指针指向的内容不可改变。

此时,会出现以下三种const对指针变量p的修饰

1. (1)const int* p = &a;
2. 等价写法:int const * p = &a;

此时,const在*p前面,直接修饰*p,即指针指向的内容(*p)不可改变,但指针指向(p)可以改变。

(2)int* const p = &a;

此时,const在p前面,直接修饰p,即指针指向(p)不可改变,指针指向的内容(*p)可以改变。

(3)const int* const p = &a;

此时const双重限定,既在*p前面,又在p前面,即指针指向(p)和指针指向内容(*p)都不可改变。

2.const修饰自定义类型

const也可以修饰自定义类型对象,赋予对象常属性,保护对象内的成员变量不可被修改。const对象调用它的成员函数时,this指针也是const类型。

有关this指针详细介绍:重生之我要学C++第三天(类和对象)_无极太族的博客-CSDN博客

用Date类来举例:

1. #include<iostream>
2. using namespace std;
3. class Date
4. {
5. public:
6.  Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
7.  {
8.    _year = year;
9.    _month = month;
10.     _day = day;
11.   }
12.   void Print()
13.   {
14.     cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
15.   }
16. private:
17.   int _year;
18.   int _month;
19.   int _day;
20. };
21. int main()
22. {
23.   const Date d1;//创建const类型对象d1
24.   return 0;
25. }

此时,用d1调用成员函数

d1.Print();

会出现编译错误。原因是const对象调用成员函数时,传给成员函数的this指针也是const类型。

但是此时成员函数的隐式形参是非const类型的this指针

void Print(Date* const this)//这个const是默认的,保证指向不能改变但是指向的内容还是可以改变

就会将const对象指针传给非const对象指针,涉及权限的放大:const对象的成员变量是不可以修改的,但是这个this指针只是指向不能改变,指向的内容还是可以改变。

要想解决这个问题,就需要将成员函数内的隐式形参this指针改为const类型。下面介绍const和函数有关概念来解决这个问题。

3.const修饰函数

(1).const修饰函数形参

const修饰函数形参的作用是用const类型对象来接收实参,保证实参不会被改变。在成员函数中,形参还有隐式的this指针,用来接受对象的地址。但是由于这个形参是隐式的,我们无法直接将其改为const类型。这时只需要在成员函数后面加上const

1. void Print()const
2. {
3.  cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
4. }

相当于给隐式的this指针加上const(前面的const)

void Print(const Date* const this)

这样const对象就可以调用对象的这个const成员函数了。

在这里const加在*this前面,意味着this指向对象的内容不可以改变。

const修饰this指针还可以构成函数重载:在对象调用的时候,const对象和非const对象分别调用

1. const void Print()const  //const对象调用:只读
2. {
3.  cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
4. }
5. void Print()             //非const对象调用:可读可写
6. {
7.  cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
8. }

(2).const修饰函数返回类型

const修饰函数的返回类型可以限制对象,保证返回对象不可被改变。

4.权限的放大、缩小、平移

在C++中,权限只能平移,缩小。禁止放大。例如:

1. const int a = 10;
2.  int& b = a;

此时会出现编译错误,因为a是const类型,不能改变。但是引用b不是const类型,b可以间接改变a,所以会编译错误。 这就是权限的放大。

1. const int a = 10;
2. const int& b = a;

这样就是权限的平移。

1. int a = 10;
2. const int& b = a;

这就是权限的缩小。

注意:隐式类型转换中间会生成临时变量,临时变量具有常性。

举个栗子:

1. double d = 1.1;
2. int& a = d;

此时编译错误,原因不是类型不匹配,而是d赋值给int类型引用a时,会将d先隐式类型转换为const int& 类型,这时候只需将代码改为

1. double d = 1.1;
2. const int& a = d;

就可以通过编译。

static的效果

定义: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。

(1).静态成员变量

在类中static修饰的变量称为静态成员变量,由于static修饰,该成员变量在静态区存放,属于该类。类的所用对象公用,并不单独属于某个对象(这个特点和成员函数类似),所以静态成员变量的定义不在参数列表中,必须在类外面进行定义,类里负责静态成员变量的声明。

1. #include<iostream>
2. using namespace std;
3. class A
4. {
5. private:
6.  static int _a;//声明
7. };
8. int A::_a = 0;//类外定义
9. int main()
10. {
11.   A a;
12.   return 0;
13. }

(2).静态成员函数

在类中static修饰的成员函数称为静态成员函数,由于static修饰,该成员函数属于类。由于静态成员函数没有隐式this指针,在特定对象调用时,只能访问该类的静态成员变量,不能访问对象的非静态成员变量。可以类名::静态成员函数名 直接调用。

补充,类外面突破类域的三种方式(友元下面介绍):

不使用友元访问成员变量或者成员函数必须是共有的。

1.创建对象,通过 对象.          适用于访问公有(静态、非静态)成员变量和函数。

2.对象指针,通过 指针->        当指针为空时,可以访问公有成员函数(静态非静态)和公有静态成员变量。因为公有成员函数和公有静态成员变量都不属于对象,不会有解引用空指针的错误。当指针不为空,和对象的访问权限相同。

3.通过 类名::      适用于访问公有静态成员变量和公有静态成员函数。此处只能访问属于类的静态属性的成员。

友元函数&友元类

(1).友元函数

定义: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。例如:

1. #include<iostream>
2. using namespace std;
3. class A
4. {
5.  friend void Print(A& a);//友元函数声明
6. private:
7.  int _a=1;
8. };
9. void Print(A& a)//友元函数定义
10. {
11.   cout << a._a << endl;//friend就可以直接访问类的私有成员
12. }
13. int main()
14. {
15.   A a;
16.   Print(a);
17.   return 0;
18. }

注意:

1.友元函数不能用const修饰

2.一个函数可以是多个类的友元函数

(2).友元类

友元类可以直接访问类的私有成员,友元类和另一个类相互独立,只允许该类的友元类访问该类的私有成员,不允许该类访问友元类的私有成员。

1. class Time
2. {
3. 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
4. 中的私有成员变量
5. public:
6. Time(int hour = 0, int minute = 0, int second = 0)
7.  : _hour(hour)
8.  , _minute(minute)
9.  , _second(second)
10.  {}
11. 
12. private:
13. int _hour;
14. int _minute;
15. int _second;
16. };
17. class Date
18. {
19. public:
20. Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
21.        : _year(year)
22.        , _month(month)
23.        , _day(day)
24.    {}
25. 
26. void SetTimeOfDate(int hour, int minute, int second)
27.    {
28. // 直接访问时间类私有的成员变量
29. _t._hour = hour;
30. _t._minute = minute;
31. _t._second = second;
32.    }
33. 
34. private:
35. int _year;
36. int _month;
37. int _day;
38.    Time _t;
39. };

友元类特性:

1.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。

2.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。

3.友元关系不能继承。

今天的分享就到这里啦,如果对大家有帮助的话,记得收藏,希望程序猿们可以三连支持以下,会继续分享知识!谢谢阅读!

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