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类的大小
和结构体大小求法一致。但需注意#xff0c;普通空类也会占用 1 字节大小#xff0c;因为普通空类可以实例化对象。
而 抽象空类占 4 字节#xff08;32 位机中#xff09;#xff0c;因为抽象空类中含有虚指针#xff08;含有虚函数的非抽象空类同理普通空类也会占用 1 字节大小因为普通空类可以实例化对象。
而 抽象空类占 4 字节32 位机中因为抽象空类中含有虚指针含有虚函数的非抽象空类同理。
友元
某些情况下需要频繁读写类的数据成员特别是在对某些成员函数多次调用时由于参数传递、类型检查和安全性检查等都需要时间开销而影响程序的运行效率。引入友元。
友元函数
全局函数作为类的友元函数
用到哪一个类中的私有成员就把全局函数的“声明”前加上 friend放到哪一个类中就可以了。 全局函数的“声明”可以放置到类中任何位置不受权限修饰符的影响。 为避免不必要的麻烦全局函数写在类的声明下面。一个全局友元函数理论上来说可以访问多个类。
#include iostream
#include math.h
using namespace std;class N;class M
{float x;
public:M() { }M(float x):x(x) { }friend double func(M m, N n); // 声明全局函数 func 是 M 的友元函数// 全局函数的“声明”可以放置到类中任何位置不受权限修饰符的影响
};class N
{float y;
public:N() { }N(float y):y(y) { }friend double func(M m, N n); // 声明全局函数 func 是 N 的友元函数// 全局函数的“声明”可以放置到类中任何位置不受权限修饰符的影响
};double func(M m, N n)
{return sqrt(m.x*m.x n.y*n.y);
}int main()
{M m(3);N n(4);cout √3²4² func(m, n) endl;return 0;
}一个类中成员函数作为另一个类的友元函数
如果 M 类中的函数是 N 类的友元函数由 N 声明则 M 中的函数可以访问 N 中的私有成员。 1、需要把类做前置声明但是类的前置声明仅说明可以使用类定义变量/形参并不能声明类中的成员。 2、如果一个类中的成员函数作为另一个类的友元该类的成员函数必须在类内声明类外定义。
#include iostream
using namespace std;class N;class M
{float x;
public:M() { }M(float x):x(x) { }void show(N n); // 想要此函数作为 N类 的友元函数须类内声明类外定义
};class N
{float y;
public:N() { }N(float y):y(y) { }friend void M::show(N n); // 把 M 中的 show 函数声明为了 N 中的友元
};void M::show(N n) // 因为此函数是其他类N的友元所以要在类外定义
{cout Its a function belongs to class M. endl;cout But it can use variables of class N: n.y endl;// 访问另一个类 N 中的私有成员
}int main()
{M m;N n(4);m.show(n); // M 中的函数可以访问 N 中的私有成员return 0;
}友元类
如果 M类 中声明了 friend class N则称 M类 把 N类 作为友元类。N类 中的所有成员都能访问 M类 中的私有成员。 如果 N类 中声明了 friend class M则称 N类 把 M类 作为友元类。M类 中的所有成员都能访问 N类 中的私有成员。 如果声明友元类就不涉及到类中成员的问题写代码时不需要考虑类的先后顺序。但后写的类要提前声明。
#include iostream
#include math.h
using namespace std;class N;class M
{float x;
public:M() { }M(float x):x(x) { }void show(N n);void show();
};void M::show()
{cout This is a function belongs to class M: this-x endl;
}class N
{float y;
public:N() { }N(float y):y(y) { }friend class M;
};void M::show(N n)
{cout This is a function belongs to class M. endl;cout But it can use variables of class N: n.y endl;
}int main()
{M m(3);N n(4);m.show(n);cout endl;m.show();return 0;
}练习
定义两个类 Dog 和 Cat 类分别具有私有的成员属性颜色、性别、年龄。 写出两个类的无参构造和有参构造定义一个全局函数计算猫和狗的年龄之和并输出。 定义 Dog 类为 Cat 类的友元在 Dog 类中定义一个 c_show 函数输出猫和狗的颜色。
#include iostream
using namespace std;class Dog;class Cat // 必须定义在 Dog 前
{string color;string gender;int age;
public:Cat(){cout A constructor of cat without arguments. endl;}Cat(string color, string gender, int age):color(color), gender(gender), age(age){cout A constructor of cat with arguments. endl;}friend int sum(Dog d, Cat c);friend class Dog;
};class Dog
{string color;string gender;int age;
public:Dog(){cout A constructor of dog without arguments. endl;}Dog(string color, string gender, int age):color(color), gender(gender), age(age){cout A constructor of dog with arguments. endl;}friend int sum(Dog d, Cat c);void c_show(Cat c);
};void Dog::c_show(Cat c)
{cout The cat is c.color . endl; // Cat 必须定义在前面的原因cout The dog is this-color . endl;
}int sum(Dog d, Cat c)
{return d.age c.age;
}int main()
{Dog d(husky, female, 5);Cat c(ragdoll, male, 6);cout Age: sum(d, c) endl;d.c_show(c);return 0;
}友元的注意事项
1、类的前置声明只能表明存在该类并不能说明类中有哪些成员。 2、如果一个类的成员函数作为另一个类的友元需要在该类内部声明在该类外部定义。 3、友元是单向的A 声明了 B 为友元类B 中的成员可以访问 A 中的私有成员。但这并不意味着 A 中的成员可以访问 B 中的私有成员。 4、友元没有传递性。A中friend class B且 B中friend class C ≠ A 把 C 当做友元类 5、提高了程序的运行效率但是破坏了类的封装性和隐藏性使得非成员函数也能够访问类中的私有成员。导致程序的维护性变差因此使用友元要慎重。 A中friend class B ⇔ A 声明了 B 为友元类 ⇔ A 把 B 当做友元类 ⇔ B 是 A 的友元类 ⇔ B 可访问 A 常成员变量 常局部变量
常成员变量
该成员变量的值无法被修改。 常成员变量的初始化方式有两种 ● 直接赋值 声明后赋值 ● 构造初始化列表 上述两种方式同时使用时前者失效以后者为准。
#include iostream
using namespace std;class Demo
{
private:// ● 定义时直接赋值const int a 1;const int b 2;const int c 3;public:// ● 构造初始化列表的方式进行初始化Demo(int a, int b, int c):a(a), b(b), c(c) {}// Demo(int a, int b, int c)
// {
// this-a a;
// this-b b;
// this-c c;
// }void show(){cout a a endl;cout b b endl;cout c c endl;}void test() // 错误{
// a;
// b;
// c;}
};int main()
{Demo d(10, 20, 30); d.show();return 0;
}常局部变量
该局部变量不可被修改常用于引用参数。
#include iostream
using namespace std;class Demo
{
public:void test(){int a 1;const int b 2;a;
// b; // 错误cout a a endl;cout b b endl;}};int main()
{Demo d;d.test();return 0;
}常成员函数 常对象
对比普通常函数const int add(int n1, int n2); —— const 修饰函数的返回值
常成员函数
格式
返回值类型 成员函数名() const;性质
1、常成员函数内不能修改成员变量 2、可以保护成员变量不被随意修改 3、如果常成员函数的声明和定义分开两个位置都要写上 const 修饰 4、不能调用非 const 的成员函数 建议只要成员函数不修改成员变量就使用 const 修饰例如 get 函数。
#include iostream
using namespace std;class Demo
{
private:int a;
public:Demo(int a){this-a a;}void show(){cout 哈哈哈哈哈 endl;}// const 修饰的成员函数int get_a() const{return a;}void test() const{cout get_a() endl;
// show(); // 错误
// a; // 错误cout a a endl;}
};int main()
{Demo d(1);cout d.get_a() endl;d.test();return 0;
}常成员函数的 this 指针
const 类名 *const this;this 的指向和值均不能更改。
mutable慎用
取消常属性在类中给成员变量加上 mutable 关键字就允许在常成员函数内修改成员变量。
#include iostream
using namespace std;class M
{mutable float x; // mutable 取消成员变量的常属性可以在常成员函数中修改该成员变量
public:M() { }M(float x):x(x) { }void set_value(float val)const;void show();
};void M::set_value(float val)const
{this-x val;
}void M::show()
{cout this-x endl;
}int main()
{M m(12);cout Before: ;m.show();m.set_value(5);cout After: ;m.show();return 0;
}常对象
实例化对象时前面加上 const 关键字修饰。 常对象的性质 1、常对象只能调用常成员函数默认调用的特殊成员函数除外 2、非常对象既可以调用非常成员函数也可以调用常成员函数 3、常对象可以调用成员变量但不能修改
#include iostream
using namespace std;class M
{mutable float x;
public:M() { }M(float x):x(x) { }void set_value(float val)const;void show();void show(M m);
};void M::set_value(float val)const
{this-x val;
}void M::show()
{cout this-x endl;
}void M::show(M m)
{cout m.x endl;
}int main()
{const M m1(12);m1.set_value(13);M m2(5);m2.show(m1);m2.show();m2.set_value(361);m2.show();return 0;
}#include iostream
using namespace std;class Demo
{
private:int a;
public:int b 10;Demo(int a){this-a a;}void show(){cout 哈哈哈哈哈 endl;}// const修饰的成员函数int get_a() const{return a;}void test() const{cout get_a() endl;
// show(); // 错误
// a; // 错误cout a a endl;}
};int main()
{// 两种初始化方式两种等效const Demo d(1);
// Demo const d(1);// 常对象可以调用 const 修饰的成员函数。cout d.get_a() endl;// 常对象不可以调用 非const 修饰的成员函数。
// d.show();// 错误
// d.b 11;// 可以调用成员变量但是不能做修改cout d.b endl;return 0;
}练习
封装圆类 Circle私有属性半径 R圆周率 PI在程序运行过程中 PI 的值不变写出圆的构造函数公有的求面积函数。
#include iostream
#include iomanip
using namespace std;class Circle
{float radius;
// mutable double PI; // 方法一const double PI 3.14159265359; // 方法二仅此一句
public:Circle() { }Circle(float radius):radius(radius) { }double area(Circle cir){return cir.radius * cir.radius * PI;}// void set_pi()const // 方法一// {// PI 3.14159265359;// }
};int main()
{Circle cir(2);
// cir.set_pi(); // 方法一cout setprecision(8) S cir.area(cir) endl;return 0;
}静态局部变量、静态成员变量 静态成员函数
静态局部变量在第一次调用时创建直到程序结束后销毁同一个类的所有对象共用一份静态局部变量。 静态成员函数 和 静态成员变量既不依赖类的对象而存在也不占用类的空间。
静态局部变量类的函数中static 数据类型 变量名;
#include iostream
using namespace std;class Test
{
public:void func(){int a 1; // a可能会在同一个地址反复创建销毁。static int b 1; // 静态局部变量同一个类的所有对象共用一份cout a a \t a endl;cout b b \t b endl;}};int main()
{Test t1;t1.func();Test t2;t2.func();t1.func();t2.func();return 0;
}静态成员变量类中static 数据类型 成员名;
1、静态成员变量 独立于类体存在 2、每一个类对象公用同一个静态成员 3、即使没有实例化类对象也可以使用类中的静态成员 4、静态成员一般是 public 权限 5、静态成员需要在全局处声明声明的同时可以进行初始化操作不初始化默认为 0 6、静态成员不占用类的大小 ● 在程序开始运行时就开辟内存直到程序运行结束销毁。 ● 虽然静态成员变量可以使用对象调用但是更建议直接使用类名进行调用。 静态成员函数 1、不依赖于任何类对象可以在没有类对象的情况下调用 2、静态成员函数 没有 this 指针因为可以不通过类对象被调用 3、静态成员函数不能直接使用非静态成员变量 —— 间接使用方法见链接 链接至另一博主放心跳转 4、调用方式① 直接通过类名加域限定符调用② 通过类对象调用 5、非静态成员函数和静态成员函数可以构成重载 6、不能在静态成员函数中调用同类中其他非静态成员函数 7、若要 类内声明类外定义声明 需要写 static 关键字类外的实现不用写
#include iostream
using namespace std;class Rectangle
{
public:static float height;float width;static void show(){//cout width width endl; // 3、cout height height endl;}void show(float width) // 5、{}
};float Rectangle::height; // 需要在全局处声明可以初始化也可以不初始化默认为0int main()
{Rectangle::show(); // 1、4 ①cout Rectangle::height endl;Rectangle rec1;rec1.height 80;Rectangle rec2;rec2.show(); // 4 ②cout rec2.height endl;cout rec1.height\t (rec1.height) endl;cout rec2.height\t (rec2.height) endl;cout sizeof(Rectangle) endl;return 0;
}#include iostream
using namespace std;class Test
{
public:void func0(){cout void func0() endl;func1();}// 静态成员函数static void func1(){cout static void func1() endl;func2();}static void func2(){cout static void func2() endl;
// func0(); // 6.错误静态成员函数不能调用非静态成员函数}
};int main()
{// 类名直接调用Test::func1();Test t1;t1.func0();t1.func2();return 0;
}如果要在静态成员函数内调用非静态成员的属性方法可以通过参数将对象传进来。
#include iostream
using namespace std;class Test
{
public:void func0(){cout void func0() endl;
// func1();}// 静态成员函数static void func1(Test t){t.func0();cout static void func1(Test t) endl;func2();}static void func2(){cout static void func2() endl;
// func0(); // 错误静态成员函数不能调用非静态成员函数}
};int main()
{// 类名直接调用
// Test::func1();Test t1;t1.func0();t1.func1(t1);t1.func2();return 0;
}
