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前面我们学习了C中关于类与对象的许多知识点#xff0c;今天我们继续学习类与对象#xff0c;最后再总结一下类与对象中的一些关键字内容#xff0c;以及需要注意的细节。满满的干货…
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代码仓库分享 前言
前面我们学习了C中关于类与对象的许多知识点今天我们继续学习类与对象最后再总结一下类与对象中的一些关键字内容以及需要注意的细节。满满的干货我们之间发车。
目录 static成员
静态成员变量特性
静态成员函数 explicit关键字 友元 友元函数
友元类
内部类 拷贝对象时的一些编译器优化
再次理解类和对象 static成员
static成员相信大家都不陌生在学习C语言时我们就遇到过此类型的关键字对与它在C的类中他有这样的概念声明为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。
面试题实现一个类计算程序中创建出了多少个类对象。
class A
{
public:
A() { _scount; }
A(const A t) { _scount; }
~A() { --_scount; }
static int GetACount() { return _scount; }
private:
static int _scount;
};
int A::_scount 0;
void TestA()
{
cout A::GetACount() endl;
A a1, a2;
A a3(a1);
cout A::GetACount() endl;
}
上述程序中我们知道无论是构造函数或者是拷贝构造函数的调用都会产生类对象而调用析构函数就会消耗一个类对象。最先开始我们想到的是建立一个全局变量count进行计数。但是这样会非常不严谨因为这个全局count可以被任意修改如果我们在private中建立一个私有的变量count进行计数那肯定也是不行的因为在每创建一个对象时都会有一个count的诞生。
针对这样的问题C就提出了static修饰成员变量的做法。
静态成员变量特性
1. 静态成员为所有类对象所共享不属于某个具体的对象存放在静态区 2. 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
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#includeiostream
using namespace std;
class A
{
public:A() { _scount; }A(const A t) { _scount; }~A() { --_scount; }static int GetACount() { return _scount; }
//private:static int _scount;
};
int A::_scount 0;
void TestA()
{cout A::GetACount() endl;A a1, a2;A a3(a1);cout A::GetACount() endl;
}
int main()
{A::_scount;cout A::_scount endl;TestA();cout A::_scount endl;return 0;
}如果我们将静态成员变量设置为公有我们就可以在函数中进行访问不需要在类中专门写一个函数进行访问。 3. 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
class A
{
public:A() { _scount; }A(const A t) { _scount; }~A() { --_scount; }static int GetACount() { return _scount; }//private:static int _scount;
};
int A::_scount 0;
void TestA()
{cout A::GetACount() endl;A a1, a2;A a3(a1);cout A::GetACount() endl;
}
int main()
{A aa;cout A::_scount endl;cout aa._scount endl;return 0;
}
我们可以使用::进行访问静态成员变量也可以使用对象.静态成员进行访问。这两个的意义是一样的aa只是声明一下静态成员变量在类中并没有其余实际意义。得到的地址是相同的。 静态成员函数
我们在调用私有的成员时通常会写一个函数进行访问。
class A
{
public:A() { _scount; }A(const A t) { _scount; }~A() { --_scount; }int GetACount() { return _scount; }private:static int _scount;
};
int A::_scount 0;
int main()
{A aa;cout aa.GetACount() - 1 endl;return 0;
} 我们是为了知道有多少个类对象从而创建一个类进行调用函数进行求和所以我们在得出结果时需要进行-1操作。这样的操作非常的拉跨我们有时候会忘记这样的操作从而导致结果出错所以我们也可以使用匿名对象。
class A
{
public:A() { _scount; }A(const A t) { _scount; }~A() { --_scount; }int GetACount() { return _scount; }private:static int _scount;
};
int A::_scount 0;
int main()
{//A()叫做匿名对象生命周期只在这一行cout A().GetACount() endl;return 0;
}
它会在使用匿名对象后直接调用析构函数直接销毁与创建对象不同创建后其对象的销毁是在程序结束。
但这两种写法都不是最好的写法最好的写法是使用静态成员函数
class A
{
public:A() { _scount; }A(const A t) { _scount; }~A() { --_scount; }static int GetACount() { return _scount; }private:static int _scount;
};
int A::_scount 0;
int main()
{//A()叫做匿名对象生命周期只在这一行cout A::GetACount() endl;cout A().GetACount() endl;return 0;
}
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所以我们直接进行::访问即可但是使用之前的方法可以吗也是可以的因为我们调用函数所提供的条件是大于函数调研所需要的条件的
总结静态成员变量与静态成员函数本质上与全局变量与全局函数是类似的但是其专属于某个类中受类域与访问限定符的修饰
牛客OJ练习https://www.nowcoder.com/practice/7a0da8fc483247ff8800059e12d7caf1?tpId13tqId11200tPage3rp3ru/ta/coding-interviewsqru/ta/coding-interviews/question-ranking上述题就可以很好的体现出static的作用。
代码如下
class countt
{
public:countt(){_ret _i;_i;}static int GetRet(){return _ret;}
private:static int _i;static int _ret;
};
int countt::_i 1;
int countt::_ret 0;
class Solution {
public:int Sum_Solution(int n) {countt arr[n];return countt::GetRet();}
}; explicit关键字
上次博客中我们学习了初始化列表那我们在构造函数中就可以有多种初始化方式。
class A {
public:A(int a):_a(a){}
private:int _a;
};
int main()
{A aa1(1);A aa2();A aa3 3;return 0;
}
前两种调用A aa1(1)、 A aa2()我们都非常熟悉但是第三种是什么方法第三种方法是将内置类型隐式转换成自定义类型。就如同一个int类型的变量转换成double。它们的原理都是形成一个临时变量进行拷贝构造然后再进行赋值。
但是能进行隐式转换是有条件的得具有单参数构造函数或传一个参数的半缺省函数支持才行。如果没有其对应的构造函数就不能进行内置类型转向自定义类型。
class A {
public:A(int a):_a(a){}
private:int _a;
};
int main()
{int* p nullptr;A aa p;return 0;
} 如果我们不想将其进行转换C提供了一个关键字explicit进行限制隐式类型的转换。
class A {
public:explicit A(int a):_a(a){}
private:int _a;
};
int main()
{A aa3 (A)3;return 0;
}
但是我们使用强制类型转换是可以进行的所以explicit关键字只是限制隐式转换
class Date
{
public:explicit Date(int year)
:_year(year)
{}
explicit Date(int year, int month 1, int day 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void Test()
{
Date d1(2022);
Date d2 2023;
//C98不支持、C11支持多参数的隐式转换
Date d3 {2023, 11, 5};return 0;
} 友元
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 友元函数
问题现在尝试去重载operator然后发现没办法将operator重载成成员函数。因为cout的 输出流对象和隐含的this指针在抢占第一个参数的位置。this指针默认是第一个参数也就是左操作 数了。但是实际使用中cout需要是第一个形参对象才能正常使用。所以要将operator重载成 全局函数。但又会导致类外没办法访问成员此时就需要友元来解决。operator同理。
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day): _year(year), _month(month), _day(day)
{}
// d1 cout; - d1.operator(d1, cout); 不符合常规调用
// 因为成员函数第一个参数一定是隐藏的this所以d1必须放在的左侧
ostream operator(ostream _cout)
{_cout _year - _month - _day endl;return _cout;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
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。
class Date
{
friend ostream operator(ostream _cout, const Date d);
friend istream operator(istream _cin, Date d);
public:
Date(int year 1900, int month 1, int day 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
ostream operator(ostream _cout, const Date d)
{
_cout d._year - d._month - d._day;
return _cout;
}
istream operator(istream _cin, Date d)
{
_cin d._year;
_cin d._month;
_cin d._day;
return _cin;
}
int main()
{
Date d;
cin d;
cout d endl;
return 0;
} 说明: 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 友元函数不能用const修饰 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 一个函数可以是多个类的友元函数 友元函数的调用与普通函数的调用原理相同 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。 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;
};
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。所以B就是A的友元B就是一个普通类只是受A的类域与访问限定符限制。
class A
{
private:int h;
public:class B {public:int _b 1;};
};
int main()
{A a;A::B b;return 0;
}
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。
拓展C内部类可以访问外部类的私有成员要是访问非静态成员时需要通过对象引用传递指向外部类对象的指针来实现
class OuterClass {
private:int num 100;
public:void display()cout “OuterClass num:” num endl;class InnerClass {public:void accessOuter(OuterClass obj)cout InnerClass access OuterClass num: obj.num endl;};
};
int main() {OuterClass obj1;obj1.display();OuterClass::InnerClass obj2;obj2.accessOuter(obj1);return 0;
} 3. sizeof(外部类)外部类和内部类没有任何关系。
class A
{
private:int h;
public:class B // B天生就是A的友元{public:int _b 1;};
};
class C
{
private:int h;
};
class D
{
private:int _d 1;C _c;
};
int main()
{cout sizeof(A) endl;cout sizeof(D) endl;return 0;
} 所以不要搞混淆了。 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。
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;
}
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。 以上就是本次类对象的全部内容感谢大家观看
