C++ 类的高级特性详解-优快云博客

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本文总结了C++类的几个重要特性：protected保护成员的访问规则，static的静态成员变量与函数的使用，成员指针的声明与操作，const在常对象、常成员函数和常成员变量的应用，以及友元函数和友元类的概念和作用。同时解释了非静态成员引用必须与特定对象相对的原因。

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一、protected

· 访问范围: 公有成员>保护成员>私有成员

· 表现形式: 能访问私有成员的方式都能访问保护成员,基类的保护成员可以在派生类的成员函数中被访问

//基类
class Student {
    string name;
protected:
    int ID;
    void ShowName() { cout << "Name\t" << Student::name << endl; }
public:
    Student(string n, int id) :name(n), ID(id) {}
};
//派生类
class Person :public Student {
public:
    Person(string n, int id):Student(n, id) {}
    void show() {
        //cout << "Name\t" << Student::name << endl;//错误 name是私有成员
        ShowName();
        cout << "ID\t" << Student::ID << endl;
    }
};

二、static

1. 静态成员变量

· 必须在类外使用 数据类型类名::静态变量名; 定义

· 若定义在类的public域,类外可以访问它

2. 静态成员函数

· 静态成员函数只能访问静态成员变量

class MyClass{
	int x;
	static int y;
public:
	static int z;
	void show(){
		cout<<"x\t"<<x<<endl;
		//非静态成员函数可以访问静态成员变量
		cout<<"y\t"<<y<<endl;
		cout<<"z\t"<<z<<endl;
	}
	static void s_show(){
		//cout<<"x\t"<<x<<endl;//错误 静态成员函数不能访问非静态成员变量
  		cout<<"y\t"<<y<<endl;
		cout<<"z\t"<<z<<endl;
	}
	MyClass(int x,int y,int z):x(x)/*,y(y) 错误 y 不是 MyClass 的非静态数据成员或基类*/
	{this->y=y;	this->z=z;}//正确
};
//int MyClass::x;//错误 非静态数据成员不能在其类的外部定义
int MyClass::y;
int MyClass::z;

三、成员指针

1. 成员变量的指针

· 定义: 数据类型*指针名=&对象名.成员变量名;

2. 成员函数的指针

· 定义: 返回值类型 (类名:: * 指针名)(形参);

· 使用成员函数的指针前,须先创建对象

class Point {
 	int X, Y;
public:
	int n;
 	void Set_XY(int x, int y) { X = x; Y = y; }
 	void display() { cout << "X=" << X << ",Y=" << Y << endl; }
};
void main() {
	//成员函数指针的定义
 	void (Point:: * p2)(int, int);
 	p2 = &Point::Set_XY;
 	void (Point:: * p3)() = &Point::display;
 	//未创建对象 不能使用
 	Point c;
 	Point* p1 = &c; //对象指针
 	p1->Set_XY(1, 1); //使用指针调用成员函数
 	int* pn = &c.n; //使用成员变量指针访问成员变量
	*pn = 10; 
	(c.*p3)(); //使用成员函数指针调用成员函数display
	(c.*p2)(2, 3); //使用成员函数指针调用成员函数Set_XY
	(c.*p3)();
	system("pause");
};

四、const

1. 常对象

· 定义: const 类名对象名;

· 不能修改非static成员变量

· 不能调用非static/const成员函数,防止修改数据

2. 常成员函数

· 定义: 返回值类型函数名(形参) const{}

· 不能修改非static成员变量

· 可以访问该类的所有成员变量

3. 常成员变量

· 用法与一般常变量一样

class MyClass {
public:
    int x;
    static int y;
    const int z;
    
    void show() {}
    static void s_show() {
       	//cout<<"x\t"<<x<<endl;//错误 静态成员函数不能访问非静态成员变量
        cout << "y\t" << y << endl;
        cout << "z\t" << z << endl;
    }
    void c_show() const {
        //x++; //错误 不可修改非static成员变量
        y++;
        cout << "x\t" << x << endl;
        cout << "y\t" << y << endl;
        cout << "z\t" << z << endl;
    }
    
    MyClass(int x = 1, int y = 2, int z = 3) :x(x)/*,y(y) 错误*/,z(z)
    { this->y = y; /*this->z = z; 错误 应使用构造函数初始化表*/ }
};
int MyClass::y;//静态数据成员必须在其类的外部定义
void main(){
	const MyClass A;
	//MyClass const A //与上一条语句等价
	//A.x++; //错误 常对象不能修改非static成员变量
	A.y++; //正确
	//A.show(); //错误 常对象不能调用非static/const成员函数
	A.s_show(); //正确
	A.c_show();
}

五、友元

1. 友元函数

· 声明: friend 返回值类型函数名(形参);

· 友元函数不是该类的成员函数

· 友元函数可以访问该类的私有成员

class Point {
 	int x, y;
public:
 	Point(int xx = 0, int yy = 0) :x(xx), y(yy) {}
 	int GetX() { return x; }
 	int GetY() { return y; }
 	friend double Distance(Point& a, Point& b); //须在类中声明它的友元
};
double Distance(Point& a, Point& b) {
 	double dx = a.x - b.x;
 	double dy = a.y - b.y;
 	return sqrt(dx * dx + dy * dy);
}

2. 友元类

· 声明: friend class 类名;

· 如果B是A的友元类,则B类的所有成员函数都可访问A类的私有成员

class A {
 	int x;
 	void Display() { cout << x << endl; }
 	friend class B;
};
class B{
	A a;
public:
	void Set(int i) { a.x = i; }
 	void Display() { a.Display();}
};
//去掉内嵌对象a,修改两个成员函数
class A {
  	static int x;
    	static void Display() { cout << x << endl; }
    	friend class B;
};
class B {
public:
	void Set(int i) { A::x = i; }
    	void Display() { A::Display(); }
};