C++类与对象深入之静态成员与友元及内部类详解

一：静态成员

静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static，称为静态成员。C++里面尽量用静态成员变量代替全局变量。

1.1：静态成员分类

1️静态成员变量:

所有对象共享同一份数据
在编译阶段分配内存
类内声明，类外初始化

静态成员函数

所有对象共享同一个函数
静态成员函数只能访问静态成员变量

1.2：静态成员变量

class Person
{
public:
	static int m_A; //静态成员变量
private:
	static int m_B; //静态成员变量也是有访问权限的
};
int Person::m_A = 10;
int Person::m_B = 10;
void test01()
{
	//静态成员变量两种访问方式
	//1、通过对象
	Person p1;
	p1.m_A = 100;
	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;
	Person p2;
	p2.m_A = 200;
	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; //共享同一份数据
	cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;
	//2、通过类名
	cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;
	//cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; //私有权限访问不到
}
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

代码解释：上述代码我们主要验证了利用两种方式来访问静态成员变量，以及静态成员变量属于整个类，属于类的所有对象

C++类与对象深入之静态成员与友元及内部类详解

1.3：静态成员函数

class Person
{
public:
	static void func()
	{
		cout << "func调用" << endl;
		m_A = 100;
		//m_B = 100; //错误，不可以访问非静态成员变量
	}
	static int m_A; //静态成员变量
	int m_B; // 
private:
	//静态成员函数也是有访问权限的
	static void func2()
	{
		cout << "func2调用" << endl;
	}
};
int Person::m_A = 10;
void test01()
{
	//静态成员变量两种访问方式
	//1、通过对象
	Person p1;
	p1.func();
	//2、通过类名
	Person::func();
	//Person::func2(); //私有权限访问不到
}
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

代码解释：上述代码我们主要验证了利用两种方式来访问静态成员函数，利用对象访问和利用类名访问，以及静态成员函数只可以访问静态成员变量

C++类与对象深入之静态成员与友元及内部类详解

⚠️⚠️⚠️:为什么不可以访问非静态成员？

⭐️因为没有this指针

1.4：总结特性

静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的类实例
静态成员变量必须在类外定义，定义时不加static关键字
类静态成员类名：：静态成员或者对象.静态成员来访问
静态成员函数没有隐含的this指针，不可以访问任何非静态成员
静态成员和类的普通成员也一样，也有三种访问权限，也可以有返回值。

1.5：试题示例

❓实现一个类，计算程序中创建了多少个类对象

class A
{
public:
	A(){
		++_count1;
	}
	A(const A& aa){
		++_count2;
	}
	// 成员函数也可以是静态，static成员函数没有this指针
	static int GetCount1(){
		return _count1;
	}
	static int GetCount2(){
		return _count2;
	}
//private:
	// 静态成员变量属于整个类，所以类的所有对象
	static int _count1;
	static int _count2; // 声明
};
// 定义
int A::_count1 = 0;
int A::_count2 = 0;
A Func(A a)
{
	A copy(a);
	return copy;
}
int main()
{
	A a1;
	A a2 = Func(a1);
	cout << a1._count1 << endl;
	cout << a2._count1 << endl;
	cout << a1._count2 << endl;
	cout << a2._count2 << endl;
	cout << A::_count1 << endl;
	cout << A::_count2 << endl;
	cout << a1.GetCount1() << endl;
	cout << a2.GetCount2() << endl;
	cout << A::GetCount1() << endl;
	cout << A::GetCount2() << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

1
1
3
3
1
3
1
3
1
3
请按任意键继续. . .

1.6：C++11成员初始化新玩法

class B
{
public:
	B(int b = 0)
		:_b(b)
	{}
	int _b;
};
class A
{
public:
	//A()//其实是编译器自己生产的默认构造函数用缺省值初始化
	//	:a(10)
	//	, b(20)
	//	, p((int*)malloc(4))
	//{}
	void Print()
	{
		cout << a << endl;
		cout << b._b << endl;
		cout << p << endl;
		cout << n << endl;
	}
private:
	// 非静态成员变量，可以在成员声明时给缺省值。
	int a = 10;
	B b = 20;//单参数的构造函数，支持隐式类型的转换
	int* p = (int*)malloc(4);
	static int n;
	//非静态成员变量定义在构造函数
	//静态在类外
};
int A::n = 0;
int main()
{
	A a;
	a.Print();
	system("pause");
	return 0;
}

二：友元

在程序里，有些私有属性也想让类外特殊的一些函数或者类进行访问，就需要用到友元的技术

友元的目的就是让一个函数或者类访问另一个类中私有成员

友元的关键字为friend

友元分为：

友元函数
友元类

友元的三种实现：

全局函数做友元

类做友元

成员函数做友元

2.1：全局函数做友元

⭐️说明：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成员函数，不属于任何类，但需要在类的内部声明，声明的时候需要加friend关键字。

class Building
{
	//告诉编译器 goodGay全局函数 是 Building类的好朋友，可以访问类中的私有内容
	friend void goodGay(Building * building);
public:
	Building(){
		this->m_SittingRoom = "客厅";
		this->m_BedRoom = "卧室";
	}
public:
	string m_SittingRoom; //客厅
private:
	string m_BedRoom; //卧室
};
void goodGay(Building * building){
	cout << "好基友正在访问： " << building->m_SittingRoom << endl;
	cout << "好基友正在访问： " << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01(){
	Building b;
	goodGay(&b);
}
int main(){
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

代码解释：如上述代码中，我们需要告诉编译器 goodGay全局函数是 Building类的好朋友，可以访问类中的私有内容

2.2：类做友元

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的非公有成员。

友元关系是单向的，不具有交换性。
友元关系不可以传递。如果B是A的友元，C是B的友元，但是不可以说C是A的友元。

代码示例：

class Building;
class goodGay
{
public:
	goodGay();
	void visit();
private:
	Building *building;
};
class Building
{
	//告诉编译器 goodGay类是Building类的好朋友，可以访问到Building类中私有内容
	friend class goodGay;
public:
	Building();
public:
	string m_SittingRoom; //客厅
private:
	string m_BedRoom;//卧室
};
Building::Building(){
	this->m_SittingRoom = "客厅";
	this->m_BedRoom = "卧室";
}
goodGay::goodGay(){
	building = new Building;
}
void goodGay::visit(){
	cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
	cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01(){
	goodGay gg;
	gg.visit();
}
int main(){
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

代码解释：如上述代码中，我们需要告诉编译器告诉编译器 goodGay类是Building类的好朋友，可以访问到Building类中私有内容

2.3：成员函数做友元

一个类的成员函数做另一个类的友元。

代码示例：

class Building;//提前声明
class goodGay
{
public:
	goodGay();
	void visit(); //只让visit函数作为Building的好朋友，可以发访问Building中私有内容
	void visit2(); 
private:
	Building *building;
};
class Building
{
	//告诉编译器  goodGay类中的visit成员函数 是Building好朋友，可以访问私有内容
	friend void goodGay::visit();
public:
	Building();
public:
	string m_SittingRoom; //客厅
private:
	string m_BedRoom;//卧室
};
Building::Building(){
	this->m_SittingRoom = "客厅";
	this->m_BedRoom = "卧室";
}
goodGay::goodGay(){
	building = new Building;
}
void goodGay::visit(){
	cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
	cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void goodGay::visit2(){
	cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
	//cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01(){
	goodGay  gg;
	gg.visit();
}
int main(){  
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

代码解释：如上述代码中，我们需要告诉编译器 goodGay类中的visit成员函数是Building好朋友，可以访问私有内容

三：内部类

3.1：概念

概念：如果一个类定义在另一个类的内部，这个类就叫内部类。注意此时的内部类是一个独立的类，它不属于外部类。更不可以通过外部类的对象去调用内部类。外部类对内部类没有任何的访问权限。

⚠️下面我们看一段代码：

// 内部类
class A
{
private:
	static int k;
	int h;
public:
	// 内部类
	class B // B天生就是A的友元
	{
	public:
		void foo(const A& a)
		{
			cout << k << endl;//OK
			cout << a.h << endl;//OK
		}
	private:
		int _b;
	};

	// A不是B的友元
	/*void Print(const B& b)
	{
	b._b = 0;
	}*/
};
int A::k = 1;
int main()
{
	A aa;
	cout << sizeof(A) << endl;
	A::B bb;
	return 0;
}

代码解释：如上述代码中，对于此处的内部类，B天生就是A的友元，所以在B类中可以访问A类的私有成员，但是A不是B的友元。如果内部类是公有属性的话，我们还可以实例化内部类对象。

3.2：特性

⭐️⭐️⭐️特性：

内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。
注意内部类可以直接访问外部类中的static、枚举成员，不需要外部类的对象/类名。
sizeof（外部类） = 外部类，和内部类没有任何关系。

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C++类与对象深入之静态成员与友元及内部类详解

目录

一：静态成员

1.1：静态成员分类

1.2：静态成员变量

1.3：静态成员函数

1.4：总结特性

1.5：试题示例

1.6：C++11成员初始化新玩法

二：友元

2.1：全局函数做友元

2.2：类做友元

2.3：成员函数做友元

三：内部类

3.1：概念

3.2：特性

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C++类与对象深入之静态成员与友元及内部类详解

目录

一：静态成员

1.1：静态成员分类

1.2：静态成员变量

1.3：静态成员函数

1.4：总结特性

1.5：试题示例

1.6：C++11成员初始化新玩法

二：友元

2.1：全局函数做友元

2.2：类做友元

2.3：成员函数做友元

三：内部类

3.1：概念

3.2：特性

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