从C语言到C++⑦(第二章_类和对象_下篇)初始化列表+explicit+static成员+友元+内部类+匿名对象（上）：https://developer.aliyun.com/article/1513652
3.3 static成员使用场景
如果有这么一个要求：设计一个只能在栈上定义对象的类。
class StackOnly { public: StackOnly(int x = 0, int y = 0) :_x(x) , _y(0) { } private: int _x = 0; int _y = 0; }; int main() { StackOnly so1; // 栈 static StackOnly so2; // 静态区 return 0; }
怎么设计一个只能在栈上定义对象的类？
应该不让类外面的人随便调用构造函数，所以我们把构造函数设置成私有，
那就要再设计一个类内的成员函数获取在栈上定义对象的函数：
class StackOnly { public: StackOnly CreateObj() { StackOnly so; return so; } private: StackOnly(int x = 0, int y = 0) :_x(x) , _y(0) { } int _x = 0; int _y = 0; }; int main() { //StackOnly so1; // 栈 //static StackOnly so2; // 静态区 CreateObj(); return 0; }
现在这里的代码是过不了的，CreateObj(); 需要对象调，创造对象又要调用CreateObj();
这就是一个先有鸡还是先有蛋的问题了。
这时我们的静态成员函数就能上场了：（因为静态成员用类域也能调）
class StackOnly { public: static StackOnly CreateObj() { StackOnly so; return so; } private: StackOnly(int x = 0, int y = 0) :_x(x) , _y(0) { } int _x = 0; int _y = 0; }; int main() { //StackOnly so1; // 栈 //static StackOnly so2; // 静态区 StackOnly so3 = StackOnly::CreateObj(); return 0; }
(类和对象后面的OJ题还会有使用静态成员的场景)
这里有两个问题：
1. 静态成员函数可以调用非静态成员函数吗？
2. 非静态成员函数可以调用类的静态成员函数吗？
问题1是不可以的因为静态成员函数没有this指针。
问题2是可以的，因为静态的属于整个类。
4. 友元（friend）
4.1 引入：日期类的流提取
下面这个日期类，我们是调用 Print 成员函数来打印的：
#include <iostream> using namespace std; class Date { public: Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1) { _year = year; _month = month; _day = day; } void Print() const { cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl; } private: int _year; int _month; int _day; }; int main() { Date d1(2023, 5, 7); d1.Print(); return 0; }
我们此时思考一个问题，我们能不能用 cout 输出一下 d1 呢？ cout << d1;
这样当然是不行的，主要的原因还是这个是一个操作符。
是C++里面的 流插入 ，这里的意思就是要像流里面插入一个 d1。
我们说过，内置类型是支持运算符的，而自定义类型是不支持的，
它是不知道该怎么输出的，输入也是一样的道理，也是不知道该怎么去输入。
那怎样才能向我们内置类型一样去用 流插入 和 流提取 呢？
依然可以使用重载这个运算符的方法来解决！
cout 其实是一个全局类型的对象，这个对象的类型是 ostream ：
内置类型之所以能直接支持你用，是因为 ostream 已经帮你写好了。
所谓的 "自动识别类型" ，不过只是函数重载而已……
你是 int 它就匹配 int ，你是 char 它就匹配 char 。
我们现在知道了， cout 是一个 ostream 类型的对象了，我们来重载一下：
第一想法是这样吗？：
#include <iostream> using namespace std; class Date { public: Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1) { _year = year; _month = month; _day = day; } void Print() const { cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl; } void operator<<(ostream& out) { out << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl; } private: int _year; int _month; int _day; }; int main() { Date d1(2023, 5, 7); //d1.Print(); cout << d1; return 0; }
这时我们发现 cout << d1 还是识别不了，调不动。
这里不识别的原因是因为它是按参数走的，第一个参数是左操作数，第二个参数是右操作数。
双操作数的运算符重载时，规定第一个参数是左操作数，第二个参数是右操作数。
我们这里是成员函数，那第一个参数是隐含的this
所以，我们在调用这个流插入重载时就需要：
d1.operator<<(cout);
我们要直接写就会成这样：
#include <iostream> using namespace std; class Date { public: Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1) { _year = year; _month = month; _day = day; } void Print() const { cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl; } void operator<<(ostream& out) { out << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl; } private: int _year; int _month; int _day; }; int main() { Date d1(2023, 5, 7); //d1.Print(); //cout << d1; d1 << cout; return 0; }
可以打印出来了，但是这样看起来就变扭了：
这不符合我们对 "流" 的理解，我们正常理解流插入，是对象流到 cout 里面去。
因为被隐含的 this 指针参数给占据了，所以就一定会是左操作数，
这时如果写成成员函数，双操作数的左操作数一定是对象。
基于这样的原因，我们如果还是想让 cout 到左边去，就不能把他重载成成员函数了。
可以直接把它重载成全局的，在类外面，不是成员函数了就没有这些隐含的东西了！
这样的话就可以让第一个参数变为左操作数，即 out 在第一个位置，Date& d 在第二个位置：
void operator<<(ostream& out, const Date& d) { out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl; }
这个时候调用是肯定能调的动了，调的是全局函数。
但我们现在面临的问题是，不能访问私有的问题。
能访问私有的问题改如何解决？把 private 改为 public ？
这种方式肯定是不好的，当然我们可以写个 getYear getMonth getDay 去获取它们。
这样也可以，但是输入的时候怎么办？我们再实现 cin 流体去的时候是要 "写" 的。
这时候就麻烦了，你还得写一个 set，属实是麻烦，有没有更好地办法可以解决这种问题呢？
铺垫了这么久，终于来辣：C++ 引入了一个东西叫做 —— 友元。
4.2 友元的概念
一个全局函数想用对象去访问对象的 private 或者 protected，就可以用友元来解决。
友元分为 友元函数 和 友元类 。
比如刚才我们想访问 Date 类，就可以把它定义为 友元函数 ，友元的声明要放到类里面。
需要注意的是：友元破坏了封装，能不用就不用。
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