1、第第 11 11 章章 类和对象的其他特性类和对象的其他特性 11.1 11.1 静态成员静态成员 11.2 11.2 友元友元 11.3 11.3 常数据成员和常成员函数常数据成员和常成员函数 11.1.1 静态数据成员静态数据成员1.静态数据成员的定义静态数据成员的定义一个类的不同对象，其数据成员的存储空间是相互独立的。一个类的不同对象，其数据成员的存储空间是相互独立的。11.1 静态成员静态成员ChengF20 a bZhangM18class Personchar Name20;/姓名姓名 char Sex;/性别性别 int Age;/年龄年龄public:;Person a(Che
2、ng,F,20),b(Zhang,M,18);如果将类的一个成员定义成如果将类的一个成员定义成静态型静态型的，的，则该类的则该类的所有对象所有对象的该成员共用同一存储空间。的该成员共用同一存储空间。class Sampleprivate:int a,b,c;static int d;/定义静态数据成员定义静态数据成员 s1,s2,s3;abcs1 s2 s3abcabcdSample:静态数据成员是属于类的。静态数据成员是属于类的。2.静态数据成员的初始化静态数据成员的初始化 必需在类体外进行必需在类体外进行 class Sampleprivate:int a,b,c;static int d
3、;/定义静态数据成员定义静态数据成员 s1,s2,s3;int Sample:d=10;/初始化初始化3.静态数据成员的引用静态数据成员的引用 例例11.1例例11.1 静态数据成员的使用静态数据成员的使用#include using namespace std;class Sampleint n;static int sum;/静态成员静态成员public:Sample(int x)n=x;void add()sum+=n;void disp()coutn=n,sum=sumendl;int Sample:sum=0;/静态数据成员的初始化静态数据成员的初始化int main()Sample
4、 a(2),b(3),c(5);a.add();a.disp();b.add();b.disp();c.add();c.disp();/A cout sizeof(a):sizeof(a)endl;cout sizeof(b):sizeof(b)endl;cout sizeof(c):sizeof(c)endl;return 0;运行结果是：运行结果是：n=2,sum=2n=3,sum=5n=5,sum=10sizeof(a):4sizeof(b):4sizeof(c):4必须在类外初始化必须在类外初始化使用静态成员是为了解决使用静态成员是为了解决 对象之间的数据共享问题。对象之间的数据共享问
5、题。n:2 n:3 n:5a b cSample:sum:10如果将主函数改写为：如果将主函数改写为：int main()Sample a(2),b(3),c(5);a.add();b.add();c.add();a.disp();b.disp();c.disp();return 0;此程序的运行结果是：此程序的运行结果是：n=2,sum=10n=3,sum=10n=5,sum=10 11.1.2 11.1.2 静态成员函数静态成员函数静态成员函数属于类，就像静态数据成员属于类一样。静态成员函数属于类，就像静态数据成员属于类一样。（1 1）可以可以通过类名通过类名或对象名或对象名调用调用静态成
6、员函数静态成员函数。（2 2）在）在静态成员函数静态成员函数中只能中只能直接直接访问静态数据成员。访问静态数据成员。例例11.2 静态成员函数的使用静态成员函数的使用#include using namespace std;class Sampleint a;static int b;public:static int c;Sample(int x)a=x;b+=x;static void disp(Sample s)couta=s.a,b=bendl;int Sample:b=10;/静态数据成员赋初值静态数据成员赋初值int Sample:c=20;/静态数据成员赋初值静态数据成员赋初值i
7、nt main()Sample s1(2),s2(3);Sample:disp(s1);/可改写为可改写为s1.disp(s1);或或s2.disp(s1);Sample:disp(s2);/可改写为可改写为s1.disp(s2);或或s2.disp(s2);coutc=Sample:c endl;/Sample:c 可改写为可改写为 s1.c 或或 s2.c return 0;运行结果如下：运行结果如下：a=2,b=15a=3,b=15c=2011.2 11.2 友元友元11.2.1 11.2.1 友元函数友元函数（1）类具有）类具有封装性封装性和信息的和信息的隐蔽性隐蔽性。（2）只有在类内
8、可以访问私有成员。）只有在类内可以访问私有成员。（3）在类外，只能通过公有函数接口才能访问私有成员。）在类外，只能通过公有函数接口才能访问私有成员。例例11.3 通过公有函数接口访问私有成员通过公有函数接口访问私有成员#include#include using namespace std;class Pointint x,y;public:Point(int a=0,int b=0)x=a;y=b;例例11.3（续（续1）Point()void Show()coutPoint(x,y)n;int Getx()return x;int Gety()return y;double distanc
9、e(Point&p1,Point&p2)/注意：此函数是普通函数注意：此函数是普通函数 参见参见 return sqrt(p1.Getx()p2.Getx()*(p1.Getx()p2.Getx()+(p1.Gety()p2.Gety()*(p1.Gety()p2.Gety();多次调用公有函数接口多次调用公有函数接口访问私有数据成员，访问私有数据成员，这样带来的函数调用这样带来的函数调用时间开销是比较大的。时间开销是比较大的。例例11.3（续（续2）int main()Point p1,p2(1,1);cout distance(p1,p2)endl;return 0;能否在能否在dista
10、nce()函数中直接访问函数中直接访问Point 的私有成员呢的私有成员呢？回答是肯定的！回答是肯定的！只要将只要将 distance()函数说明为类函数说明为类 Point 的友元函数的友元函数！方法是：方法是：class A .friend void fun(.);/说明函数说明函数fun()是类是类A的友元函数的友元函数 .;void fun(.)class A a;/于是在此函数中，于是在此函数中，./可以直接访问类可以直接访问类A的私有成员的私有成员 修改修改 例例11.3为例为例11.4 如下：如下：class Pointint x,y;public:friend double d
11、istance(Point&,Point&);/A;double distance(Point&p1,Point&p2)参见参见return sqrt(p1.xp2.x)*(p1.xp2.x)+(p1.yp2.y)*(p1.yp2.y);/Bint main()Point p1,p2(1,1);coutdistance(p1,p2)endl;return 0;程序简洁，程序简洁，时间开销较小。时间开销较小。慎用友元，因为友元慎用友元，因为友元破坏了类的数据成员破坏了类的数据成员的隐蔽性。的隐蔽性。例例11.5 将将main函数作为一个类的友元函数函数作为一个类的友元函数#include usi
12、ng namespace std;class Sampleint x,y;public:Sample(int a=0,int b=0)x=a;y=b;void Show()coutx=x,y=yn;friend int main();/说明主函数是类的友元函数说明主函数是类的友元函数;int main()Sample s(3,6);coutx=s.x,y=s.yn;s.Show();return 0;程序的运行结果如下：程序的运行结果如下：x=3,y=6x=3,y=6main()函数是函数是Sample类的友元函数，类的友元函数，所以在中所以在中main()函数可直接访问类函数可直接访问类Sa
13、mple的私有成员。的私有成员。关于友元函数的几点说明：关于友元函数的几点说明：友元函数不是类的成员函数。因此，对友元函数友元函数不是类的成员函数。因此，对友元函数指定访问权限无效，可以把友元函数的说明放在指定访问权限无效，可以把友元函数的说明放在 private、public、protected 的任意段中。的任意段中。使用友元函数的目的是提高程序的运行效率。使用友元函数的目的是提高程序的运行效率。慎用友元函数，因为它可在类外直接访问类的私慎用友元函数，因为它可在类外直接访问类的私有或保护成员，破坏了类的信息隐藏的特性。有或保护成员，破坏了类的信息隐藏的特性。11.2.2 11.2.2 一个
14、类的成员函数可作为一个类的成员函数可作为 另一个类的友元函数另一个类的友元函数 不仅不仅普通函数普通函数可以做友元函数，一个类的成员可以做友元函数，一个类的成员函数也可以作为另一个类的友元。函数也可以作为另一个类的友元。例例11.6见见“第第11章章 类和对象的其他特性类和对象的其他特性(例子例子).docx”11.2.3 11.2.3 友元类友元类 （1 1）一个类可以作为另一个类的友元）一个类可以作为另一个类的友元 （2 2）当一个类作为另一个类的友元时，）当一个类作为另一个类的友元时，就意味着这个类的所有成员函数就意味着这个类的所有成员函数 都是另一个类的友元函数都是另一个类的友元函数
15、。class A .friend class B;/B类是类是A类的友元类的友元;class B.public:void f1();float f2();float f3();/因此，在因此，在 B类类 的所有成员函数中，的所有成员函数中，/均可访问均可访问 A类类 的私有成员的私有成员例例11.7 将一个类说明为另一个类的友元类将一个类说明为另一个类的友元类#include using namespace std;class B;/引用性说明引用性说明class A int x;void Disp()coutx=xendl;friend B;/定义定义B是是A的友元类的友元类;例例11.7
16、将一个类说明为另一个类的友元类将一个类说明为另一个类的友元类（续）（续）class B public:void Set(int n)A a;a.x=n;/可访问可访问A类对象的私有数据成员类对象的私有数据成员 xa.Disp();/可访问可访问A类对象的私有成员函数类对象的私有成员函数disp();int main(void)B b;b.Set(3);return 0;程序输出程序输出 x=3。11.3 常数据成员和常成员函数常数据成员和常成员函数l 私有数据成员可以通过公有成员函数接口修改。私有数据成员可以通过公有成员函数接口修改。l 为了保证部分私有数据成员不被修改，为了保证部分私有数据成
17、员不被修改，C+提供了提供了自动保护私有数据成员的机制，即常数据成员和常成自动保护私有数据成员的机制，即常数据成员和常成员函数。员函数。11.3.1 常数据成员常数据成员方法是在类体中定义数据成员时，方法是在类体中定义数据成员时，在前面加上关键字在前面加上关键字const。例如：例如：class Pointint x,y;/点的坐标点的坐标const int color;/点的颜色，点的颜色，color是常数据成员是常数据成员 public:Point(int a=0,int b=0,int c=0):color(c)x=a;y=b;color的初始化只能在构造函数的成员初始化列表中的初始化只
18、能在构造函数的成员初始化列表中11.3.2 常成员函数常成员函数定义常成员函数的方法是在函数头尾部、参数的右括定义常成员函数的方法是在函数头尾部、参数的右括号后面加关键字号后面加关键字const。说明：说明：1常成员函数可以访问类的所有成员，常成员函数可以访问类的所有成员，但不能修改所有数据成员的值。但不能修改所有数据成员的值。2一般成员函数也可以访问类的所有成员，一般成员函数也可以访问类的所有成员，它不能修改常数据成员的值，它不能修改常数据成员的值，但是能修改除了常数据成员以外的其他数据成员的值。但是能修改除了常数据成员以外的其他数据成员的值。例例11.8 见见“第第11章章 类和对象的其他
19、特性类和对象的其他特性(例子例子).docx”说明（续）：说明（续）：3const是函数类型的一部分，在声明和定义常成员函数是函数类型的一部分，在声明和定义常成员函数时都要加关键字时都要加关键字const。而且。而且const也参与重载函数的区分。也参与重载函数的区分。4常对象只能调用常成员函数。常对象只能调用常成员函数。例例11.9 见见“第第11章章 类和对象的其他特性类和对象的其他特性(例子例子).docx”5若需要修改常对象中的某个数据成员。若需要修改常对象中的某个数据成员。可将数据成员定义为可将数据成员定义为mutable类型。类型。例如：例如：class Samplemutable int x;public:Sample(int a=0):x(a)void Set()const x=5;int main()const Sample s(8);s.Set();/合法操作合法操作 return 0;6常成员函数不能调用另一个非常成员函数不能调用另一个非const成员函数。成员函数。因为如果调用了，则常成员函数可能通过非因为如果调用了，则常成员函数可能通过非const成员函数成员函数修改数据成员的值。修改数据成员的值。本章完本章完
