3.2 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 { 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 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; };
4. 内部类
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。
特性:
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。
通俗的来说,外部类就是一个舔狗,内部类会默认成为外部类的友元类,但是外部类在不加友元声明时就不认识内部类。
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; }
5.匿名对象
我们直接来看一段代码:
class A { public: A(int a = 0) :_a(a) { cout << "A(int a)" << endl; } ~A() { cout << "~A()" << endl; } private: int _a; }; class Solution { public: int Sum_Solution(int n) { //... return n; } }; int main() { A aa1; // 但是我们可以这么定义匿名对象,匿名对象的特点不用取名字, // 但是他的生命周期只有这一行,我们可以看到下一行他就会自动调用析构函数 A(); A aa2(2); // 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 Solution().Sum_Solution(10); return 0; }
其中需要注意的地方代码中都会有详细的注释。
6.拷贝对象时的一些编译器优化
在传参和传返回值的过程中,一般编译器会做一些优化,减少对象的拷贝,这个在一些场景下还
是非常有用的。
例如下面这个程序:
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; }; void f1(A aa) {} A f2() { A aa; return aa; } int main() { // 传值传参 A aa1; f1(aa1); cout << endl; // 传值返回 f2(); cout << endl; // 隐式类型,连续构造+拷贝构造->优化为直接构造 f1(1); // 一个表达式中,连续构造+拷贝构造->优化为一个构造 f1(A(2)); cout << endl; // 一个表达式中,连续拷贝构造+拷贝构造->优化一个拷贝构造 A aa2 = f2(); cout << endl; // 一个表达式中,连续拷贝构造+赋值重载->无法优化 aa1 = f2(); cout << endl; return 0; }
在不运行的时候你能知道结果吗?
其中大家或许会有问题,为啥f2( )这里会析构两次呢?
因为这里不仅将aa给析构了,还将临时变量给析构了(这里大家一定要注意)
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:
1. 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 。
2. 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 。
3. 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,此时计算机才能洗衣机是什么东西。
4. 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,描述该对象具有那
些属性,那些方法,描述完成后就形成了一种新的自定义类型,才用该自定义类型就可以实例化
具体的对象。
8.总结
本篇博客算是补充了类和对象其他零碎的知识点,主要包括构造函数的初始化列表,explicit关键字,static成员,友元,内部类,匿名对象,拷贝对象时的一些编译器优化等等。