static关键字和友元函数

文章介绍了C++中的static成员和函数,强调静态成员为所有类对象共享,需在类外初始化,并且只能访问静态成员。同时,解释了友元函数和友元类的概念,允许友元类访问其他类的私有和保护成员,展示了友元机制在代码设计中的应用。


一、static 成员和函数

用static修饰的成员变量称为静态成员变量,用static修饰的成员函数称为静态成员函数.静态的成员变量一定要在类外进行初始化.
在这里插入图片描述

  • 静态成员为所有累的对象所共享,不属于某个具体的实例

  • 静态成员变量必须在类外定义,定义时不添加static关键字

  • 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

  • 静态成员函数没有隐藏this指针,不能访问任何非静态成员,主要是用来访问静态成员变量

  • 静态成员和类的普通成员一样,也有 public protected private 3种访问级别,也可以具有返回值

实例

//创建一个统计类对象的创建个数
class sum
{
public:
	sum()
	{
		_count++;
	}
	static int sum1()//静态函数,访问静态成员变量
	{
		return _count;
	}
private:

	static int _count;
};

int sum::_count = 0;//必须在外部定义
int main()
{
	sum a1;
	sum e[10];//以数组形式创建类对象
	cout<<  a1.sum1() << endl;
	return 0;
}

二、友元函数与友元类

友元函数
在这里插入图片描述
友元类

在这里插入图片描述

利用类中类的友元类1+2+3+……+10;

class A
{
public:
	class B
	{
	public:
		B()
		{
			_count += _i;
			++_i;
		}
	};
public:
	static int A1()
	{
		return _count;
	}

private:
	static int _count;
	static int _i;

};


int A:: _count = 0;
int A::_i = 1;

int  main()
{

	A::B c[10];
	cout << A::A1() << endl;
	return 0;
}

执行结果:

在这里插入图片描述

上面的B类就是A的友元类,即可访问A中的成员变量

### C++ 友元函数与成员函数的区别及使用场景 #### 区别 1. **定义位置** 成员函数是类内部定义的函数,属于该类的一部分。而友元函数并非类的成员函数,它可以访问类的私有保护成员,但不隶属于任何类[^1]。 2. **访问权限** 成员函数可以直接访问类的私有保护成员,因为它属于该类的一部分。友元函数虽然不是类的成员,但通过 `friend` 关键字声明后,也可以访问类的私有保护成员[^3]。 3. **调用方式** 成员函数必须通过对象调用,例如 `obj.memberFunction()`。友元函数则是一个普通函数,直接通过函数名调用即可,例如 `friendFunction(obj)`[^2]。 4. **实现机制** 成员函数在编译时会隐式地将对象作为第一个参数传递(即 `this` 指针)。友元函数则没有这种隐式的绑定,它需要显式地将对象作为参数传递[^1]。 #### 使用场景 1. **友元函数** - **运算符重载**:当需要重载某些二元运算符(如 `<<`、`>>`)时,通常使用友元函数,因为这些运算符的第一个操作数通常是流对象(如 `std::cout`),而不是用户自定义类型的对象[^2]。 ```cpp friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MyClass& obj); ``` - **跨类数据共享**:当两个类需要共享数据时,可以通过友元函数实现。例如,一个类的成员函数需要访问另一个类的私有成员[^1]。 ```cpp class Girl { private: std::string name; int age; public: Girl(std::string n, int a) : name(n), age(a) {} friend void Boy::disp(Girl x); // 声明友元关系 }; class Boy { public: static void disp(Girl x) { std::cout << "girl's name is:" << x.name << ", age:" << x.age << std::endl; } }; ``` 2. **成员函数** - **封装性**:成员函数主要用于实现类的内部逻辑,保持类的封装性独立性。例如,计算对象的状态或修改对象的属性[^3]。 ```cpp class Rectangle { private: int width, height; public: Rectangle(int w, int h) : width(w), height(h) {} int area() { return width * height; } // 成员函数 }; ``` #### 示例代码 以下是一个综合示例,展示了友元函数成员函数的使用: ```cpp #include <iostream> using namespace std; class Point { private: int x, y; public: Point(int a = 0, int b = 0) : x(a), y(b) {} void display() const { cout << "Point(" << x << ", " << y << ")" << endl; } // 成员函数 friend ostream& operator<<(ostream& os, const Point& p); // 友元函数 }; // 友元函数实现 ostream& operator<<(ostream& os, const Point& p) { os << "Point(" << p.x << ", " << p.y << ")"; return os; } int main() { Point p(3, 4); p.display(); // 调用成员函数 cout << p << endl; // 调用友元函数 return 0; } ``` ###
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