C++静态成员与友元类全解析

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#java #算法 #开发语言 #csdn

static成员

static成员属于类而非特定对象，所有对象共享同一份数据。static成员变量在类内声明，类外初始化，不占用对象内存空间。static成员函数只能访问static成员变量，不能访问非static成员变量。

class MyClass {
public:
    static int count; // 声明
    static void printCount() { cout << count; }
};
int MyClass::count = 0; // 类外初始化

友元类

友元类可以访问当前类的私有成员。友元关系是单向的，不具有传递性。友元破坏了封装性，需谨慎使用。

class A {
    friend class B; // 声明B为友元类
private:
    int secret;
};
class B {
public:
    void useA(A& a) { a.secret = 42; } // 可访问A的私有成员
};

内部类

内部类定义在另一个类内部，可以访问外部类的所有成员（包括private）。内部类与外部类相互独立，需要外部类对象才能访问外部类非static成员。

class Outer {
    class Inner {
    public:
        void accessOuter(Outer& o) { o.data = 10; }
    };
private:
    int data;
};

匿名对象

匿名对象是没有名字的临时对象，生命周期仅限于当前语句。常用于函数返回值或单次方法调用。

class Temp {
public:
    void show() { cout << "temp"; }
};
int main() {
    Temp().show(); // 匿名对象调用后立即销毁
}

编译器优化

编译器可能对对象拷贝进行优化，常见场景包括：

返回值优化（RVO）：函数返回临时对象时，直接在调用处构造对象，避免拷贝。
命名返回值优化（NRVO）：函数返回命名局部对象时，直接在调用处构造对象。
拷贝消除：多个临时对象拷贝可能被合并为一次构造。

class BigObj {
public:
    BigObj() { cout << "构造"; }
    BigObj(const BigObj&) { cout << "拷贝"; }
};
BigObj create() {
    return BigObj(); // RVO优化，可能不触发拷贝构造函数
}

注意事项

static成员函数没有this指针，不能声明为const或virtual。
友元关系不能被继承，每个子类需要单独声明友元。
内部类可以定义在public、protected或private区域，影响其可见性。
匿名对象适合简单操作，复杂逻辑建议使用命名对象。
编译器优化行为与编译器实现相关，不可完全依赖优化结果。