C++面向对象学习笔记一

本文阅读下述文章，顺手记录学习《C++面向对象程序设计》✍千处细节、万字总结（建议收藏）_c++面向对象程序设计千处细节-CSDN博客

前言

正文

浅拷贝和深拷贝

向函数传递对象

静态数据成员和静态成员函数

友元

友元函数

1、将非成员函数声明为友元函数

2、将成员函数声明为友元函数

友元类

总结

前言

本文只对面向对象部分知识点有所提及

正文

浅拷贝和深拷贝

首先描述一下如何写拷贝函数

类名::类名(const 类名 &对象名)
{
拷贝构造函数的函数体；
}

向函数传递对象

1、使用对象作为函数参数：对象可以作为参数传递给函数，其方法与传递其他类型的数据相同。在向函数传递对象时，是通过“传值调用”的方法传递给函数的。因此，函数中对对象的任何修改均不影响调用该函数的对象（实参本身）。
2、使用对象指针作为函数参数：对象指针可以作为函数的参数，使用对象指针作为函数参数可以实现传值调用，即在函数调用时使实参对象和形参对象指针变量指向同一内存地址，在函数调用过程中，形参对象指针所指的对象值的改变也同样影响着实参对象的值。
3、使用对象引用作为函数参数：在实际中，使用对象引用作为函数参数非常普遍，大部分程序员喜欢使用对象引用替代对象指针作为函数参数。因为使用对象引用作为函数参数不但具有用对象指针做函数参数的优点，而且用对象引用作函数参数将更简单、更直接。

这里重点是，使用对象作为参数时候，函数中对对象的任何修改都不影响对象本身
其次一般使用对象引用而非对象指针
下面选取文章的代码，主要是要探讨代码运行结果~

#include <iostream>
using namespace std;

class Point{
public:
	int x;
	int y;
	Point(int x1, int y1) : x(x1), y(y1)  //成员初始化列表
    { }
	int getDistance() 
	{
		return x * x + y * y;
	}
};

void changePoint1(Point point)    //使用对象作为函数参数
{
	point.x += 1;
	point.y -= 1;
}

void changePoint2(Point *point)   //使用对象指针作为函数参数
{
	point->x += 1;
	point->y -= 1;
}

void changePoint3(Point &point)  //使用对象引用作为函数参数
{
	point.x += 1;
	point.y -= 1;
}


int main()
{
	Point point[3] = {Point(1, 1), Point(2, 2), Point(3, 3)};
	Point *p = point;
	changePoint1(*p);
	cout << "the distance is " << p[0].getDistance() << endl;
	p++;
	changePoint2(p);
	cout << "the distance is " << p->getDistance() << endl;
	changePoint3(point[2]);
	cout << "the distance is " << point[2].getDistance() << endl;

	return 0;
}

运行结果如下：
the distance is 2
the distance is 10
the distance is 20
主要探讨第一个，由于是传参，并未对对象本身有影响，所以仍然结果是1+1=2

静态数据成员和静态成员函数

在一个类中，若将一个数据成员说明为static，则这种成员被称为静态数据成员。与一般的数据成员不同，无论建立多少个类的对象，都只有一个静态数据成员的拷贝。从而实现了同一个类的不同对象之间的数据共享。

定义静态数据成员的格式如下：static 数据类型数据成员名;

几点特别的地方
1、静态数据成员的初始化与普通数据成员不同。静态数据成员初始化应在类外单独进行，而且应在定义对象之前进行。一般在main()函数之前、类声明之后的特殊地带为它提供定义和初始化。
2、静态数据成员属于类，所有这个类的对象都有的数据成员（准确地说，是属于类中对象的集合），而不像普通数据成员那样属于某一对象，因此，可以使用“类名::”访问静态的数据成员。

格式如下：类名::静态数据成员名。

3、静态数据成员与静态变量一样，是在编译时创建并初始化。它在该类的任何对象被建立之前就存在。因此，共有的静态数据成员可以在对象定义之前被访问。对象定以后，共有的静态数据成员也可以通过对象进行访问。

其访问格式如下
对象名.静态数据成员名;
对象指针->静态数据成员名;

在类定义中，前面有static说明的成员函数称为静态成员函数。静态成员函数属于整个类，是该类所有对象共享的成员函数，而不属于类中的某个对象。
静态成员函数的作用不是为了对象之间的沟通，而是为了处理静态数据成员。

定义静态成员函数的格式如下： static 返回类型静态成员函数名（参数表）；

下面对静态成员函数的使用再做几点说明：

1、一般情况下，静态函数成员主要用来访问静态成员函数。当它与静态数据成员一起使用时，达到了对同一个类中对象之间共享数据的目的。
2、私有静态成员函数不能被类外部的函数和对象访问。
3、使用静态成员函数的一个原因是，可以用它在建立任何对象之前调用静态成员函数，以处理静态数据成员，这是普通成员函数不能实现的功能
4、编译系统将静态成员函数限定为内部连接，也就是说，与现行文件相连接的其他文件中的同名函数不会与该函数发生冲突，维护了该函数使用的安全性，这是使用静态成员函数的另一个原因。
5、静态成员函数是类的一部分，而不是对象的一部分。如果要在类外调用公有的静态成员函数，使用如下格式较好：类名::静态成员函数名()
主要说明了静态成员函数，主要是为了静态成员服务的，为了能调用静态成员并实现一个类的多个对象直接可以实现静态成员数据共享，由于静态成员函数属于类的一部分，所以可以类外调用，同时为了防止函数名冲突，将其内部链接。
关于静态数据成员和静态成员函数的演示代码

#include <iostream>
using namespace std;

class Score{
private:
	int mid_exam;
	int fin_exam;
	static int count;     //静态数据成员，用于统计学生人数
	static float sum;     //静态数据成员，用于统计期末累加成绩
	static float ave;     //静态数据成员，用于统计期末平均成绩
public:
	Score(int m, int f);
	~Score();
	static void show_count_sum_ave();   //静态成员函数
};

Score::Score(int m, int f)
{
	mid_exam = m;
	fin_exam = f;
	++count;
	sum += fin_exam;
	ave = sum / count;
}

Score::~Score()
{

}

/*** 静态成员初始化 ***/
int Score::count = 0;
float Score::sum = 0.0;
float Score::ave = 0.0;

void Score::show_count_sum_ave()//静态成员函数
{
	cout << "学生人数: " << count << endl;
	cout << "期末累加成绩: " << sum << endl;
	cout << "期末平均成绩: " << ave << endl;
}

int main()
{
	Score sco[3] = {Score(90, 89), Score(78, 99), Score(89, 88)};
	sco[2].show_count_sum_ave(); //对象调用~
	Score::show_count_sum_ave(); //类外调用静态成员函数
                                 //结果都一样
	return 0;
}

由于调用的是静态成员函数，一个对象调用和一个类外调用，最终结果都一样
学生人数: 3
期末累加成绩: 276
期末平均成绩: 92
学生人数: 3
期末累加成绩: 276
期末平均成绩: 92

友元

类的主要特点之一是数据隐藏和封装，即类的私有成员（或保护成员）只能在类定义的范围内使用，也就是说私有成员只能通过它的成员函数来访问。但是，有时为了访问类的私有成员而需要在程序中多次调用成员函数，这样会因为频繁调用带来较大的时间和空间开销，从而降低程序的运行效率。为此，C++提供了友元来对私有或保护成员进行访问。这个是重点，主要可以访问对私有或者保护成员
友元包括友元函数和友元类。

友元函数

友元函数既可以是不属于任何类的非成员函数，也可以是另一个类的成员函数。
友元函数不是当前类的成员函数，但它可以访问该类的所有成员，包括私有成员、保护成员和公有成员。这一点就是上诉，C++提供友元的主要原因，是为了能访问私有或保护成员。

在类中声明友元函数时，需要在其函数名前加上关键字friend。此声明可以放在公有部分，也可以放在保护部分和私有部分。友元函数可以定义在类内部，也可以定义在类外部。

1、将非成员函数声明为友元函数

#include <iostream>
using namespace std;
class Score{
private:
	int mid_exam;
	int fin_exam;
public:
	Score(int m, int f);
	void showScore();
	friend int getScore(Score &ob);
};

Score::Score(int m, int f)
{
	mid_exam = m;
	fin_exam = f;
}

int getScore(Score &ob)
{
	return (int)(0.3 * ob.mid_exam + 0.7 * ob.fin_exam);
}

int main()
{
	Score score(98, 78);
	cout << "成绩为: " << getScore(score) << endl;

	return 0;
}

这里我一开始想着，不用友元也可以，然后改了下代码，发现主要问题
如果 getScore(Score &ob)不是Score的友元函数，那么getScore(Score &ob)就不可以访问其中的私有成员mid_exam，fin_exam，从而本身就会报错。
当然我们可以直接在类里写成员函数，直接传出私有成员，或者直接在类里直接写上这个函数就不会需要友元，但仍然需要知道这里的友元主要是为了访问私有成员。但是当一个函数需要访问多个类时，友元函数非常有用，普通的成员函数只能访问其所属的类，但是多个类的友元函数能够访问相关的所有类的数据。
同时因为友元函数不是类的成员，所以它不能直接访问对象的数据成员，也不能通过this指针访问对象的数据成员，它必须通过作为入口参数传递进来的对象名（或对象指针、对象引用）来访问该对象的数据成员。

2、将成员函数声明为友元函数

一个类的成员函数可以作为另一个类的友元，它是友元函数中的一种，称为友元成员函数。友元成员函数不仅可以访问自己所在类对象中的私有成员和公有成员，还可以访问friend声明语句所在类对象中的所有成员，这样能使两个类相互合作、协调工作，完成某一任务。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Score;    //对Score类的提前引用说明
class Student{
private:
	string name;
	int number;
public:
	Student(string na, int nu) {
		name = na;
		number = nu;
	}
	void show(Score &sc);
};

class Score{
private:
	int mid_exam;
	int fin_exam;
public:
	Score(int m, int f) {
		mid_exam = m;
		fin_exam = f;
	}
	friend void Student::show(Score &sc);
};

void Student::show(Score &sc) {
	cout << "姓名：" << name << "  学号：" << number << endl;
	cout << "期中成绩：" << sc.mid_exam << "  期末成绩：" << sc.fin_exam << endl;
}

int main() {
	Score sc(89, 99);
	Student st("白", 12467);
	st.show(sc);

	return 0;
}

一个类的成员函数作为另一个类的友元函数时，必须先定义这个类。并且在声明友元函数时，需要加上成员函数所在类的类名；就如同上面所说，上述成员函数声明为友元成员函数，也可以利用第一条的非成员函数替代，只要在俩个类都声明友元函数即可，并同时引用俩个类。