【C++入门到精通】C++入门 —— 类和对象(初始化列表、Static成员、友元、内部类、匿名对象)下

简介: 【C++入门到精通】C++入门 —— 类和对象(初始化列表、Static成员、友元、内部类、匿名对象)下

三、友元


⭕友元的概念


       友元(friend)是一种机制,允许一个类或函数访问另一个类的私有成员。通过友元关系,可以将某个外部实体(类或函数)授权以特殊的方式访问另一个类的非公开成员,而不需要违反封装的原则,友元可以分为两种类型:类友元和函数友元。


    注意:友元关系是单向的。例如,如果类A声明了类B为友元,使得B可以访问A的私有成员,这并不意味着A能够自动访问B的私有成员。友元关系需要在每个需要访问私有成员的类或函数中单独声明。友元关系可以破坏封装性,因为它使得另一个类或函数可以访问私有成员。因此,应该谨慎使用友元机制,只在确实需要访问私有成员的情况下使用。同时,友元应尽可能地减少,以保持良好的封装性和代码可读性。


⭕类友元


       可以将一个类声明为另一个类的友元类。这将使得友元类可以访问被授权类的私有成员。在类的定义中使用  friend 关键字声明友元类,并且该声明通常放在被授权类的私有部分或公有部分的起始位置,被授权类的所有成员对友元类的所有成员都具有访问权限。


class MyClass {
private:
  // 声明友元类
  friend class FriendClass;
  int privateData;
public:
  // 公有成员
};
class FriendClass {
public:
  void accessPrivateData(const MyClass& obj) {
    // 可以访问MyClass的私有成员
    int data = obj.privateData;
  }
};


在上面的代码中,FriendClass 被声明为 MyClass 的友元类,因此在 FriendClass 中可以访问 MyClass 的私有成员 privateData  


⭕函数友元


       可以将一个函数声明为另一个类的友元函数。这将使得友元函数可以直接访问被授权类的私有成员。在类的定义中使用  friend 关键字声明友元函数。被授权类的所有成员对友元函数具有访问权限。


class MyClass {
private:
  int privateData;
public:
  // 声明友元函数
  friend void friendFunction(const MyClass& obj);
};
void friendFunction(const MyClass& obj) {
  // 可以访问MyClass的私有成员
  int data = obj.privateData;
}

       在上面的代码中,friendFunction 被声明为  MyClass 的友元函数,因此在 friendFunction 中可以直接访问  MyClass 的私有成员  privateData


       友元是一种特殊的关系,允许一个类或函数访问另一个类的私有成员。友元可以是类或函数,并通过使用  friend 关键字进行声明。友元关系在某些情况下是有用的,但应该谨慎使用。


四、内部类


⭕内部类的概念


       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。

       注意:内部类就是外部类的友元类,参见友元类的定义,内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类中的所有成员。但是外部类不是内部类的友元。


⭕内部类的特点


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

2. 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。

3. sizeof(外部类)=外部类,和内部类没有任何关系。


class A
{
private:
    static int k;
    int h;
public:
    class B // B天生就是A的友元
    {
        public:
        void foo(const A& a)
        {
            cout << k << endl;//OK
            cout << a.h << endl;//OK
        }
    };
};
int A::k = 1;
int main()
{
    A::B b;
    b.foo(A());
    return 0;
}


五、匿名对象


⭕匿名对象概念


       匿名对象指的是在没有被命名的情况下创建的临时对象。它们在表达式中被直接使用,并且通常用于一次性的操作或作为函数调用的参数。匿名对象的创建方式是在类名后紧跟一对小括号,即类名后面加上一对空括号,或者在构造函数后调用无参构造函数。


class MyClass {
public:
  MyClass() {
    // 构造函数代码
  }
  void doSomething() {
    // 成员函数代码
  }
};
int main() {
  // 创建匿名对象并调用成员函数
  MyClass().doSomething();
  // 将匿名对象作为函数参数
  someFunction(MyClass());
  return 0;
}

       在上面的代码中,MyClass().doSomething() 创建了一个匿名对象,并在该对象上调用了doSomething() 成员函数。同样地,someFunction(MyClass()) 将匿名对象作为函数someFunction 的参数。


       匿名对象是在没有被命名的情况下直接使用的临时对象。它们适用于一次性操作或作为函数调用的参数,并且通常用于临时任务。匿名对象的生命周期仅限于所在的表达式。但要注意匿名对象没有具名对象的灵活性和可重用性,因此在需要引用对象或保留对象状态的情况下,最好使用具名对象。


⭕匿名对象的作用


       匿名对象在某些情况下非常有用,特别是在需要执行一系列临时操作时。由于匿名对象没有被命名,也无法再次访问,因此它们通常被用于临时操作,而不是保存数据。匿名对象的生命周期仅限于所在的表达式,一旦表达式结束,匿名对象将被销毁。


       匿名对象还可以用于链式调用方法。这种用法允许在一行代码中依次调用多个成员函数,并对同一个对象进行串联操作。


MyClass().doSomething().doSomethingElse().processData();

在面的代码中,每个成员函数都返回一个新的临时对象,这样就可以在一行代码中依次调用多个成员函数。


       由于匿名对象没有被命名,无法在其作用域之外引用它。因此,如果需要在多个地方使用相同的对象或需要保留对象的状态,最好创建一个具名对象来替代匿名对象。


六、总结


       在上面我们介绍了:初始化列表、静态成员、友元、内部类和匿名对象,并且博主提供了对这些概念的全面介绍,帮助您理解和应用它们在C++编程中的作用和用法。


       在初始化列表部分,我们了解了初始化列表的概念和优点,包括提高效率和简化代码。我们还学习了explicit关键字的作用和使用场景。


       在静态成员部分,我们探讨了静态数据成员和静态函数成员的概念,并阐述了使用静态成员的优点,如共享数据、全局访问和一致性。我们还提到了使用静态成员时需要注意的事项。


       在友元部分,我们理解了友元的概念,并学习了类友元和函数友元的用法。我们明白了友元允许其他类或函数访问私有成员的能力,同时强调了谨慎使用友元的重要性。


       在内部类部分,我们了解了内部类的概念和特点。我们知道内部类是在另一个类的内部定义的类,并且具有访问外部类的成员的能力。


       最后,在匿名对象部分,我们学习了匿名对象的概念和作用。我们了解到匿名对象通常用于一次性操作或作为函数调用的参数,但它们的生命周期仅限于所在的表达式。


温馨提示


       感谢您对博主文章的关注与支持!在阅读本篇文章的同时,我们想提醒您留下您宝贵的意见和反馈。如果您喜欢这篇文章,可以点赞、评论和分享给您的同学,这将对我提供巨大的鼓励和支持。另外,我计划在未来的更新中持续探讨与本文相关的内容。我会为您带来更多关于C++以及编程技术问题的深入解析、应用案例和趣味玩法等。请继续关注博主的更新,不要错过任何精彩内容!


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