C++程序设计（第四版郑莉）-------第五章

embedded/2024/9/24 22:59:25/

 数据的共享与保护

5.1   标识符的作用域与可见性

5.1.1作用域

        ：一个标识符在程序正文中有效的区域

1函数原型作用域（最小的作用域）

        ：在函数原型声明时形参的作用范围

2局部作用域

        ：函数参数从声明到}结束

3类的作用域

        ：x类的成员m具有类的作用域，访问有三种方式

（1）如果x的成员函数中没有声明同名的局部作用域标识符，那么在该函数内可以直接访问成员m

（2）x.m/x::m（访问静态成员）两种基本访问方式

（3）ptr->m，ptr为指向类的一个对象的指针

4命名空间作用域

语法：namespace 命名空间名

{声明}

如果要引用其他命名空间的标识符

语法：

命名空间名：：标识符名

using语句

1using 命名空间名 ：：标识符名；

2using namespace 命名空间名；

内嵌：命名空间名：：命名空间名：：标识符名

两种特殊的命名空间

1全局命名空间（默认的命名空间）

2匿命名空间

语法：namespace{

匿命名空间的声明}

用来屏蔽不希望被暴露给其他源文件的标识符

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;
int i;
namespace ns {int j;
}
int main() {i = 5;ns::j = 6;{using namespace ns;int i;i = 7;cout << "i" << i << endl;cout << "j" << j << endl;}cout << "i" << i << endl;return 0;
}

具有命名空间作用域的变量有称全局变量

5.1.2可见性

程序运行到某一点，能够引用到的标识符，就是该处可见的标识符

命名空间作用域》类的作用域》局部作用域

标识符声明前，引用后

多个作用域声明同名的标识符，则外层存在内层不可见

5.2对象的生存期

5.2.1静态生存期（static）

与程序的运行期相同 

静态变量未初始化自动为0；

5.2.2动态生存期

类的成员对象也各自的生存期，不同static修饰的成员对象，其生存期都与它们所属对象的生存期保持一致

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;
int i = 1;//全局变量，静态生存期】
void other() {//a,b静态局部变量,第一次进入初始化static int a = 2;static int b;//c动态（生存期）局部变量int c = 10;a += 2;i += 32;c += 5;cout << "i:" << i << "a:" << a << "b:" << b << "c:" << c << endl;b = a;
}
int main() {static int a;int b = -10, c = 0;//i=1,b=-10,c=0,a=0cout << "i:" << i << "a:" << a << "b:" << b << "c:" << c << endl;//c=8c += 8;//a=4，b=0,c=15,i=33other();//a=0,b=-10,c=8,i=33cout << "i:" << i << "a:" << a << "b:" << b << "c:" << c << endl;//i=43i += 10;//a=6,b=4,c=15,i=75other();return 0;
}
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using  namespace std;
class clock {
public:clock();void settime(int newh, int newm, int news);void showtime();
private:int h, m, s;
};
clock::clock() :h(0), m(0), s(0){}
void clock::settime(int newh, int newm, int news) {h = newh;m = newm;s = news;
}
void clock::showtime() {cout << h << ":" << m << ":" << s << ":" << endl;
}class clock globclock;int main() {globclock.showtime ();globclock.settime(8, 30, 30);class clock myclock(globclock);myclock.showtime();
}

5.3类的静态成员

解决一个类中不同对象之间的数据与函数共享

5.3.1静态数据成员 

类属性：描述类的所有对象共同特征的一个数据项，对任何对象的实例，他的属性值时i相同的

类名：：标识符

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;
class point {
public:point(int x = 0, int y = 0) :x(x), y(y) {count++;}point(point& p) {x = p.x;y = p.y;count++;}~point() { count--; }int getx() { return x; }int gety() { return y; }void showcount() { cout << "count" << count; }
private:int x, y;static int count;
};
//静态数据成员
int point::count=0;
int main() {point p(4, 5);cout << p.getx() <<p.gety()<< endl;p.showcount(); point b(p);b.showcount();return 0;
}

5.3.2静态函数成员

静态成员函数可以直接访问类的静态数据和函数成员，非静态成员，必须通过对象名

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;
class point {
public:point(int x = 0, int y = 0) :x(x), y(y) {count++;}point(point& p) {x = p.x;y = p.y;count++;}~point() { count--; }int getx() { return x; }int gety() { return y; }//静态成员函数static void showcount() {cout << "count:" << count << endl;}
private:int x, y;static int count;
};
int point::count = 0;
int main() {point a(4, 5);cout << a.getx() << a.gety();point::showcount();point b(a);cout << b.getx() << b.gety();point::showcount();}

5.4类的友元

不同类或者对象的成员函数之间，类的成员函数与一般函数之间进行数据共享的机制。

5.4.1友元函数

friend修饰的非成员函数

可以通过对象名来访问类的私有和保护成员

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;
class point {
public:point(int x = 0, int y = 0) :x(x), y(y){}int getx() { return x; }int gety() { return y; }friend float dist(point& p1, point& p2);private:int x, y;
};
float dist(point& p1, point& p2) {double x = p1.x - p2.x;double y = p1.y - p2.y;return static_cast <float>(sqrt(x * x + y * y));
}
int main() {point myp1(1, 1), myp2(4, 5);cout << dist(myp1, myp2) << endl;
}

5.4.2友元类

A类为B类的友元类，则A类的所有成员函数都是B类的友元函数，都可以访问b的私有和保护成员

注意：

1友元关系不能传递

2友元关系是i单向的

3友元关系不能被继承

5.5共享数据的保护

防止改变数据应声明为常量

5.5.1常对象

必须进行初始化

改变对象的数据成员有两个途径

1通过对象名访问其成成员对象

2在类的成员函数中改变数据成员的值，不能通过常对象调用普通的成员函数

5.5.2const修饰的类成员

1常函数成员

类型说明        函数名（参数列表）const

如果说明一个对象是常对象，只能调用常成员函数

const可以用于对重载函数的区分

void print():

void print()   const

通过非const对象调用该函数，优先非const

在调用常成员函数期间，目的对象都被视为常对象

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;
class r {
public:r(int r1, int r2) :r1(r1), r2(r2) {}void print();void print()const;
private:int r1, r2;
};
void r::print() {cout << r1 << "  " << r2<<endl;
}
void r:: print() const {cout << r2 << "   " << r1;
}
int main() {r a(5, 4);a.print();const r b(5, 4);b.print();
}
2常数据成员
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;
class A {
public:A(int i);void print();
private:const int a;static const int b;
};
//常数据成员只能通过初始化列表来获得初始值const int A::b = 10;
A::A(int i):a(i){}
void A::print() {cout << a << ":" << b << endl;
}
int main() {A a1(100), a2(0);a1.print();a2.print();
}

5.5.3常引用

常引用所引用的对象不能再更新

const 类型说明符 & 引用名

常引用的对象只能当作常对象

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;
class point {
public:point(int x = 0, int y = 0) :x(x), y(y){}int getx() { return x; }int gety() { return y; }friend float dist(const point& p1, const  point& p2);private:int x, y;
};
float dist(const point& p1, const point& p2) {double x = p1.x - p2.x;double y = p1.y - p2.y;return static_cast <float>(sqrt(x * x + y * y));
}
int main() {const point myp1(1, 1), myp2(4, 5);cout << dist(myp1, myp2) << endl;
}

5.6多文件结构和编译预处理命令

5.6.1C++程序一般组织结构

一个项目三个文件：类定义文件，类实现文件，类的使用文件

头文件

class point {
public:point(int x=0,int y=0):x(x),y(y){}point(const point& p);~point() { count--; }int getx()const { return x; }int gety() const{ return y; }static void showcount();private:int x, y;static int count;
};

point.cpp

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"point.h"
#include<iostream>
using namespace std;
int point::count = 0;
point::point(const point& p) :x(p.x), y(p.y) {count++;
}
void point :: showcount() {cout <<  count << endl;
}

1.cpp

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"point.h"
#include<iostream>
using namespace std;int main() {point a(4, 5);cout << a.getx() << a.gety() << endl;point::showcount();point b(a);cout << b.getx() << b.gety() << endl;point::showcount();
}

5.6.2外部变量与外部函数

1外部变量

exter int i；

2外部函数

有无extern都一样，所有类之外的函数，都具有命名空间作用域的

3将变量与函数限制在编译单元内

static

在局部作用域，类作用域和命名空间作用域

作用差不多都具有静态生存期

5.6.3C++库

5.6.4编译预处理

1#include指令
2#define与#undef指令

#undef用来删除#define定义的宏

3条件编译指令

（1）#if        常量表达式

程序1

#endif

（2）#if        常量表达式

程序1

#else        常量表达式

程序2

#endif

(3)#if        常量表达式

程序1

#elif        常量表达式

程序2

#elif        常量表达式

程序3

#else

程序n+1

#endif

(4)#ifdef 标识符

程序1

#else

程序2

#end00if

如果标识符经#defind定义而且没有被#undef删除编译程序1，否则程序2，如果没有程序2则不需要#else

（5）#ifndef     标识符

程序1

#else

程序2

#endif

如果标识符没有被定义执行1，否则执行2

4defined操作符（预处理）不是指令

defined（标识符）

如果标识符被#define定义而且没有被#undef删除，表达式为非零，否则为0；

两个写法等价

#iifndef   MYHEAD_H

#define MYHEDA_H

.......

#endif

等价

#if！defined（MYHEAD_H)

#define MYHEAD_H

........

#endif

例子

由于文件包含指令可以嵌套使用，在设计程序时要避免多次重复包含同一个头文件，否则会引起变量与类的重复定义

//main.cpp

#include"file1.h"

#include"file2.h"

int main(){

...}

//file1.h

#include"head.h"

....

//file2.h

#include"head.h"

....

//head.h

....

class point {

...

}

...

#endif


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