【C++入门到精通】C++入门 —— 类和对象（初始化列表、Static成员、友元、内部类、匿名对象）下

2023-08-07 68

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简介： 【C++入门到精通】C++入门 —— 类和对象（初始化列表、Static成员、友元、内部类、匿名对象）下

三、友元

⭕友元的概念

友元(friend)是一种机制，允许一个类或函数访问另一个类的私有成员。通过友元关系，可以将某个外部实体（类或函数）授权以特殊的方式访问另一个类的非公开成员，而不需要违反封装的原则，友元可以分为两种类型：类友元和函数友元。

注意：友元关系是单向的。例如，如果类A声明了类B为友元，使得B可以访问A的私有成员，这并不意味着A能够自动访问B的私有成员。友元关系需要在每个需要访问私有成员的类或函数中单独声明。友元关系可以破坏封装性，因为它使得另一个类或函数可以访问私有成员。因此，应该谨慎使用友元机制，只在确实需要访问私有成员的情况下使用。同时，友元应尽可能地减少，以保持良好的封装性和代码可读性。

⭕类友元

可以将一个类声明为另一个类的友元类。这将使得友元类可以访问被授权类的私有成员。在类的定义中使用 friend 关键字声明友元类，并且该声明通常放在被授权类的私有部分或公有部分的起始位置，被授权类的所有成员对友元类的所有成员都具有访问权限。

class MyClass {
private:
  // 声明友元类
  friend class FriendClass;
  int privateData;
public:
  // 公有成员
};
class FriendClass {
public:
  void accessPrivateData(const MyClass& obj) {
    // 可以访问MyClass的私有成员
    int data = obj.privateData;
  }
};

在上面的代码中，FriendClass 被声明为 MyClass 的友元类，因此在 FriendClass 中可以访问 MyClass 的私有成员 privateData

⭕函数友元

可以将一个函数声明为另一个类的友元函数。这将使得友元函数可以直接访问被授权类的私有成员。在类的定义中使用 friend 关键字声明友元函数。被授权类的所有成员对友元函数具有访问权限。

class MyClass {
private:
  int privateData;
public:
  // 声明友元函数
  friend void friendFunction(const MyClass& obj);
};
void friendFunction(const MyClass& obj) {
  // 可以访问MyClass的私有成员
  int data = obj.privateData;
}

在上面的代码中，friendFunction 被声明为 MyClass 的友元函数，因此在 friendFunction 中可以直接访问 MyClass 的私有成员 privateData

友元是一种特殊的关系，允许一个类或函数访问另一个类的私有成员。友元可以是类或函数，并通过使用 friend 关键字进行声明。友元关系在某些情况下是有用的，但应该谨慎使用。

四、内部类

⭕内部类的概念

如果一个类定义在另一个类的内部，这个内部类就叫做内部类。内部类是一个独立的类，它不属于外部类，更不能通过外部类的对象去访问内部类的成员。外部类对内部类没有任何优越的访问权限。

注意：内部类就是外部类的友元类，参见友元类的定义，内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类中的所有成员。但是外部类不是内部类的友元。

⭕内部类的特点

1. 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。

2. 注意内部类可以直接访问外部类中的static成员，不需要外部类的对象/类名。

3. sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系。

class A
{
private:
    static int k;
    int h;
public:
    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
        }
    };
};
int A::k = 1;
int main()
{
    A::B b;
    b.foo(A());
    return 0;
}

五、匿名对象

⭕匿名对象概念

匿名对象指的是在没有被命名的情况下创建的临时对象。它们在表达式中被直接使用，并且通常用于一次性的操作或作为函数调用的参数。匿名对象的创建方式是在类名后紧跟一对小括号，即类名后面加上一对空括号，或者在构造函数后调用无参构造函数。

class MyClass {
public:
  MyClass() {
    // 构造函数代码
  }
  void doSomething() {
    // 成员函数代码
  }
};
int main() {
  // 创建匿名对象并调用成员函数
  MyClass().doSomething();
  // 将匿名对象作为函数参数
  someFunction(MyClass());
  return 0;
}

在上面的代码中，MyClass().doSomething() 创建了一个匿名对象，并在该对象上调用了doSomething() 成员函数。同样地，someFunction(MyClass()) 将匿名对象作为函数someFunction 的参数。

匿名对象是在没有被命名的情况下直接使用的临时对象。它们适用于一次性操作或作为函数调用的参数，并且通常用于临时任务。匿名对象的生命周期仅限于所在的表达式。但要注意匿名对象没有具名对象的灵活性和可重用性，因此在需要引用对象或保留对象状态的情况下，最好使用具名对象。

⭕匿名对象的作用

匿名对象在某些情况下非常有用，特别是在需要执行一系列临时操作时。由于匿名对象没有被命名，也无法再次访问，因此它们通常被用于临时操作，而不是保存数据。匿名对象的生命周期仅限于所在的表达式，一旦表达式结束，匿名对象将被销毁。

匿名对象还可以用于链式调用方法。这种用法允许在一行代码中依次调用多个成员函数，并对同一个对象进行串联操作。

MyClass().doSomething().doSomethingElse().processData();

在面的代码中，每个成员函数都返回一个新的临时对象，这样就可以在一行代码中依次调用多个成员函数。

由于匿名对象没有被命名，无法在其作用域之外引用它。因此，如果需要在多个地方使用相同的对象或需要保留对象的状态，最好创建一个具名对象来替代匿名对象。

六、总结

在上面我们介绍了：初始化列表、静态成员、友元、内部类和匿名对象，并且博主提供了对这些概念的全面介绍，帮助您理解和应用它们在C++编程中的作用和用法。

在初始化列表部分，我们了解了初始化列表的概念和优点，包括提高效率和简化代码。我们还学习了explicit关键字的作用和使用场景。

在静态成员部分，我们探讨了静态数据成员和静态函数成员的概念，并阐述了使用静态成员的优点，如共享数据、全局访问和一致性。我们还提到了使用静态成员时需要注意的事项。

在友元部分，我们理解了友元的概念，并学习了类友元和函数友元的用法。我们明白了友元允许其他类或函数访问私有成员的能力，同时强调了谨慎使用友元的重要性。

在内部类部分，我们了解了内部类的概念和特点。我们知道内部类是在另一个类的内部定义的类，并且具有访问外部类的成员的能力。

最后，在匿名对象部分，我们学习了匿名对象的概念和作用。我们了解到匿名对象通常用于一次性操作或作为函数调用的参数，但它们的生命周期仅限于所在的表达式。

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