c++学习之类与对象3

news/2025/2/14 0:05:20/

目录

成员变量和函数的存储

this指针

this指针的工作原理

this指针的应用

const修饰的成员函数

友元

友元的语法

1.普通全局函数成为类的友元

2.类的某个成员函数作为另一个类的友元

整个类作为另一个类的友元

运算符重载

1 运算符重载的基本概念

2 重载加号运算符

3 重载左移运算符和算符重载碰上友元函数

可以重载的运算符


成员变量和函数的存储

c++实现了封装,数据和数据处理的操作是分开存储的,c++中非静态数据成员直接内含在类对象中,成员函数虽然内含在class声明之内,却不在对象之中。每一个非内联函数只会诞生一份函数实例。

我们可以用sizeof来测量一个类的大小理解它的空间是如何计算的:

但是我们要知道sizeof测的是这个类将来实例化对象后,为对象开辟的空间大小。

#include<iostream>
using namespace std;
class  test0
{
public:int a;
};
class test1
{int a;static int b;
};
class test2
{int a;static int b;void printtest(){cout << "hello world" << endl;}
};class test3
{};
class test4//综合计算{
public:int a=0;//普通的成员变量static int b;//静态成员不存在类实例化的对象中void show()//普通成员函数不存在类实例化的对象中{cout << a << " " << b << endl;}static void show1()//静态成员函数 不存在类实例化的对象中{cout << b << endl;}};int test4::b = 1;void test01(){test4 p;p.show();//空类的大小不是0 而是1cout << sizeof(test0) << endl;cout << sizeof(test1) << endl;cout << sizeof(test2) << endl;cout << sizeof(test3) << endl;cout << sizeof(test4) << endl;cout << sizeof(p) << endl;}
int main(){test01();}

 

故对于类对象成员中空间的占用为:

变量:

类对象成员-普通成员变量占用对象空间大小
类对象成员-静态成员变量不占用对象空间大小
函数:
类对象成员-普通成员函数不占用对象空间大小
类对象成员-静态成员函数不占用对象空间大小

this指针

通过上述我们知道。c++的数据和操作其实是分开的存储,并且每一个非内联成员函数指挥诞生一份函数实例,也就是多个同类型的对象会共用一块代码,问题是这一快代码是如何区分那个对象在调用该函数,这里会引入this指针(一个对象指针),来决定调用。

this指针的工作原理

类的成员函数默认编译器都会加上了一个this指针,这个this指针 指向调用该成员函数的对象。

 

class  num
{
public:int ma;void seta(int x){ma = x;cout << ma << endl;}
};
int main()
{num s1;s1.seta(20);num s2;num s3;
}

 this指针是实例化对象后编译器就有的,调用的时候也是编译器的自动调用,适隐藏的功能。

对于成员函数,就是通过this指针解决是哪一个对象调用的问题,this指针无需定义,可以直接使用。对于静态函数成员是不存在this指针的,静态成员函数是不能操作非静态变量的。

this指针的应用

class person{
public:person(int age, string name)// this{this-> age = age;this-> name = name;}void show(){cout << age << " " << name << endl;}person person_add(person & p2)//this ‐‐‐‐‐‐> p1   函数类型为类的函数{person p(this-> age + p2.age, this-> name + p2.name);//"helloworld"return p;//返回调用该成员函数的对象地址,即this指针}int age;string name;};person person_add(person & p1, person & p2){person p(p1.age + p2.age, p1.name + p2.name);//"helloworld"return p;}void test02(){person p1(10, "hello");person p2(20, "world");//p3 = p1 + p2 30,"helloworld"//person p3 = person_add(p1,p2);//p3.show();person p3 = p1.person_add(p2);p3.show();}void test01(){person p1(10, "lucy");p1.show();}int main(){test02();return 0;}

可以看到我们可以通过函数返回this指针来使用某个实例化的对象。对象调用函数,函数返回this指针。

const修饰的成员函数

用const修饰成员函数时,const修饰this指针指向的内存区域,即该指针只读,对象内部不可被修改,即类中的任何普通成员变量不可被修改。成员函数体内不可以修改本类中的任何普通成员变量,当成员变量类型符前用mutable修饰时例外。

这个const修饰的是指针 const type * const this,代表不能 通过this指针去修改this指针指向对象的内容,即类中的任何普通成员变量。
person person_add(person & p2)const//const person * const this ‐‐‐‐‐‐> p{//this‐>age = 200;person p(this‐ > age + p2.age, this‐ > name + p2.name);//"helloworld"return p;}

友元

类的主要特点之一是数据隐藏,即类的私有成员无法在类的外部 ( 作用 域之外) 访问。但是,有时候需要在类的外部访问类的私有成员,怎么 办?
解决方法是使用友元函数 友元函数是一种特权函数,c++允许这个特 权函数访问私有成员。
这一点从现实生活中也可以很好的理解: 比如你的家,有客厅,有你的卧室,那么你的客厅是Public 的,所有来 的客人都可以进去,但是你的卧室是私有的,也就是说只有你能进去, 但是呢,你也可以允许你的闺蜜好基友进去。
如果想要让全局函数或一个类的成员函数访问另一个类私有成 员,只需要声明友元即可。

友元的语法

使用friend关键字声明友元,friend只要出现在声明处,一个函数或者类作为另一个类的的友元,那么这个函数或类就可以直接访问另一个类的私有数据。

友元重要运用在运算符重载上。

1.普通全局函数成为类的友元

#include<string>
class Room 
{friend void visit1(Room& room);//声明一个友元函数,且为普通全局函数
private:string bedroom;
public:string setingroom;
public:Room(string bedroom, string setingroom){this->bedroom = bedroom;this->setingroom = setingroom;}
};
//普通全局变量
void visit1(Room &room)
{cout << "访问了" << room.bedroom << endl;//可以访问了cout << "访问了" << room.setingroom << endl;
}
int main()
{Room room("卧室", "客厅");visit1(room);//直接调用return 0;
}

2.类的某个成员函数作为另一个类的友元

举例如下:

#include<string>
class Room;//声明类,但是只说明类名称仅此而已
class godgay
{
public:void visiting1(Room& room);void visiting2(Room& room);
};
class Room 
{friend void godgay::visiting2(Room& room);//声明另一个类的函数为该类的友元函数
private:string bedroom;
public:string setingroom;
public:Room(string bedroom, string setingroom){this->bedroom = bedroom;this->setingroom = setingroom;}
};
void godgay::visiting1(Room& room)
{cout << "客人访问问了" << room.setingroom << endl;//cout << "访问了" << room.bedroom << endl;访问不了
}
void godgay::visiting2(Room& room)
{cout << "好基友访问了" << room.bedroom << endl;
}int main()
{Room room("卧室", "客厅");godgay a;a.visiting2(room);//直接调用a.visiting1(room);return 0;
}

我们将一个类中的函数声明为另一个类中的友元函数,该友元函数便可以访问该类中的私有数据。

在这里我们需要注意类的声明,类的声明只是说有个这个名字的类,但此时类的成员未定义,引用会报错,我们需要再定义类,之后再访问。

整个类作为另一个类的友元

class Building;class Goodgay{
public:Goodgay(string hall, string bedroom);void visit();Building * b;};class Building{//friend void print_Building(Building &b);//friend class Goodgay; //一个类成为另一个类的友元friend void Goodgay::visit();//类的成员函数成为另一类的友元public:Building(string hall, string bedroom){this-> bedroom = bedroom;this-> hall = hall;}string hall;private:string bedroom;};Goodgay::Goodgay(string hall, string bedroom){b = new Building(hall, bedroom);}void Goodgay::visit(){cout << b-> hall << " " << b-> bedroom << endl;}void test01(){Goodgay gd("卧龙山庄", "闺房");gd.visit();}int main()
{test01(); return 0;}

将一个类作为友元,即类中的任何成员都可以访问该私有数据。

注意事项:

1.友元关系不能被继承

2.友元关系是单向性的

3.友元关系不具有传递性

运算符重载

1 运算符重载的基本概念

运算符重载: 就是给运算符赋予一个新的意义
int a =1;
int b=2;'
int c = a +b;
类相加:
person p1;
person p2;
person p3= p1+p2;
运算符只能运算内置的数据类型,对于自定义的数据类型,不能运算,所以
我们可以重载运算符。

2 重载加号运算符

class person{public:person(int age){this-> age = age;}person operator+(person & p2){person p(this->age + p2.age);return p;}int age;};//person operator+(person &p1, person &p2)
//{// person p(p1.age+p2.age);// return p;//}void test01(){person p1(10);person p2(20);person p3 = p1 + p2;// operator+(p1,p2) p1.operator+(p2)cout << p3.age << endl;}int main(){test01();return 0;
}

 在这里我们也可以自己定义一个operator+的运算符,可以将两个类中的age相加。

3 重载左移运算符和算符重载碰上友元函数

class person{friend ostream & operator<<(ostream & cout, person & p);public:person(int age){this-> age = age;}private:int age;};
ostream & operator<<(ostream & cout, person & p){cout << p.age;return cout;}void test01(){person p1(10);cout << p1 << endl;// operator<<(cout,p1) //cout.operator<<(p1)	重载左移运算符}int main(){test01();return 0;}

这里的ostream&opeator<<是一个插入格式化输出函数。 

可以重载的运算符

几乎 C 中所有的运算符都可以重载,但运算符重载的使用时相当受限制 的。特别是不能使用C 中当前没有意义的运算符 ( 例如用 ** 求幂 ) 不能改变 运算符优先级,不能改变运算符的参数个数。这样的限制有意义,否 则,所有这些行为产生的运算符只会混淆而不是澄清寓语意。

 


http://www.ppmy.cn/news/49445.html

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