二、 static成员
1、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！因为初始化列表只能初始化非静态成员
实例代码：
#include<iostream> using namespace std; class A { public: A() :_a(10) ,_b('a') { } private: int _a; char _b; static int c;//这里不能给缺省值，缺省值是给初始化列表使用的， //初始化列表只能初始化非静态成员 }; int A::c = 10; int main() { A aa; return 0; }
2、特性
- 静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的对象，存放在静态区
- 静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字，类中只是声明
- 类静态成员即可用 类名::静态成员 或者 对象.静态成员 来访问
- 静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制
- 静态成员函数没有隐藏的this指针，不能访问任何非静态成员
3、练习
讲到这里，我们来看一道面试题：
请实现一个类，计算程序中创建出了多少个类对象。
我们首先分析问题，要统计创建了多少个类对象，我们就要看类对象的统一特性，我们知道所有创建出来的对象都要经过构造函数（拷贝构造也是构造函数的重载)，所以我们只需要定义一个静态成员的统计变量（注意特性1：静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的对象），每次创建了对象我们就让这个静态统计变量加一就好了！
实例代码：
#include<iostream> using std::cout; using std::endl; class A { public: A() :_a(10) { _count++; } A(const A& tmp) { _a = tmp._a; _count++; } private: static int _count; int _a; }; int A::_count = 0; int main() { A aa1; A aa2; A aa3(aa1); A aa4(aa2); return 0; }
我们再来思考两个问题：
- 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？
答案是：不能！静态成员函数没有this指针，调用非静态成员函数需要传递this指针，静态成员函数无法为非静态成员函数传递this指针，因此不能调用。 - 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？
答案是：可以！非静态成员函数有this指针，调用静态成员函数不需要传递this指针，非静态成员函数可以为静态成员函数传递this指针，因此能够调用。
三、 友元
我们知道想要在类外访问类中的私有成员一般是做不到的，但是当我们想要在类外访问类中的私有成员时我们便需要一些特殊手段了，如友元
1、介绍
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，所以友元不宜多用。
友元分为：友元函数和友元类
2、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，声明时需要加friend关键字。
#include<iostream> using namespace std; class Date { friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);//友元函数的声明 friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);//友元函数的声明 public: Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1) : _year(year) , _month(month) , _day(day) {} private: int _year; int _month; int _day; }; //运算符重载 ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d) { _cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;//不使用友元函数，无法访问这里的成员变量。 return _cout; } istream& operator>>(istream& _cin, Date& d) { _cin >> d._year; //不使用友元函数，无法访问这里的成员变量。 _cin >> d._month; //不使用友元函数，无法访问这里的成员变量。 _cin >> d._day; //不使用友元函数，无法访问这里的成员变量。 return _cin; } int main() { Date d; cin >> d; cout << d << endl; return 0; }
a.特性
①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
②友元函数不能用const修饰（友元函数没有this指针）
③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
④一个函数可以是多个类的友元函数
⑤友元函数的调用与普通函数的调用原理相同
3、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。
a.特性
- 友元关系是单向的，不具有交换性。
比如下面的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。
//友元类 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; };
四、 内部类
1、定义
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。
2、特性：
- 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的，并且受到访问限定符的影响。
- 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。
实例代码
//内部类 #include<iostream> using namespace std; 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
1、定义
匿名对象就是指我们定义一个对象但是它没有名字（C语言里面也有匿名结构体），匿名对象的使用场景通常是：临时需要一个变量，但又不太想让它发挥很大的作用。
定义的格式： 类名()
//例如 A是一个类 A();//定义一个匿名对象
2、特性
匿名对象的生命周期只有它所在的那一行，那下一行过后它就会自动调用析构函数。
//匿名对象 #include<iostream> using namespace std; 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; // 不能这么定义对象，因为编译器无法识别下面是一个函数声明，还是对象定义 //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，如果不定义匿名对象我们就要创建一个Solution这样的对象。 Solution().Sum_Solution(10); return 0; }
六、拷贝对象时的一些编译器优化
随着编译器的发展迭代，现在的编译器已经非常智能了，一般在一些不算太老的编译器上编译器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。
下面我们一起来看一下吧！
//拷贝对象时的一些编译器优化 #include<iostream> using namespace std; 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; } A f3() { return A(); } int main() { // 传值传参 不优化 A aa1; f1(aa1); cout << "----------------------------------------------------" << endl; // 传值返回 f2(); //不优化 调用一个构造函数+一个拷贝构造 因为是两行代码编译器不敢擅自优化 cout << "----------------------------------------------------" << endl; // 隐式类型，构造+拷贝构造->优化为直接构造 f1(1); // 一个表达式中，构造+连续拷贝构造->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; f3(); //一行中构造+拷贝构造 ->优化为一个构造 A aa3 = f3(); //一行中构造+拷贝构造+拷贝构造 ->优化为一个构造 return 0; }
七、 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。
