第五章 数据的共享和保护
1标识符的作用域与可见性
▫ 函数原型作用域
比如 int run(int a) ； 的范围是（）括号里面
▫ 局部作用域(块作用域)
int run(int a){
int b;
yuju;
} //a的作用于是 { }里面,b的作用域是 定义位置 到 }
▫ 类作用域
• 类的成员具有类作用域，其范围包括类体和非内联成员函数的函数体。
• 如果在类作用域以外访问类的成员，要通过类名（访问静态成员），或者该类的对象名、对象引用、对象指针（访问非静态成员）。
（看不懂现在）
▫ 文件作用域
全局变量，从声明到文件尾。
▫ 命名空间作用域 没学到
说明：
• 标识符应声明在先，引用在后。
• 如果某个标识符在外层中声明，且在内层中没有同一标识符的声明，则该标识符在内层可见。
• 对于两个嵌套的作用域，如果在内层作用域内声明了与外层作用域中同名的标识符，则外层作用域的标识符在内层不可见。
2 对象的生存期
对象从产生到结束的这段时间就是它的生存期。在对象生存期内，对象将保持它的值，直到被更新为止。
静态生存期
• 这种生存期与程序的运行期相同。
• 在文件作用域中声明的对象具有这种生存期。(全局变量)
• 在函数内部声明静态生存期对象，要冠以关键字static 。
动态生存期
• 块作用域中声明的，没有用static修饰的对象是动态生存期的对象（习惯称局部生存期对象）。
• 开始于程序执行到声明点时，结束于命名该标识符的作用域结束处。
3 类的静态成员
• 静态数据成员
▫ 用关键字static声明
▫ 为该类的所有对象共享，静态数据成员具有静态生存期。
▫ 必须在类外定义和初始化，用(::)来指明所属的类。
• 静态函数成员
▫ 类外代码可以使用类名和作用域操作符来调用静态成员函数。
▫ 静态成员函数只能引用属于该类的静态数据成员或静态成员函数。
4 类的友元
• 友元是C++提供的一种破坏数据封装和数据隐藏的机制。
• 通过将一个模块声明为另一个模块的友元，一个模块能够引用到另一个模块中本是被隐藏的信息。
• 可以使用友元函数和友元类。
• 为了确保数据的完整性，及数据封装与隐藏的原则，建议尽量不使用或少使用友元。
• 友元函数是在类声明中由关键字friend修饰说明的非成员函数，在它的函数体中能够通过对象名访问 private 和 protected成员
• 作用：增加灵活性，使程序员可以在封装和快速性方面做合理选择。
• 访问对象中的成员必须通过对象名。
• 若一个类B为另一个类A的友元，则类B的所有成员都能访问对方类的私有成员。
• 声明语法：将友元类名在另一个类中使用friend修饰说明。
如果声明B类是A类的友元，B类的成员函数就可以访问A类的私有和保护数据，但A类的成员函数却不能访问B类的私有、保护数据。
5 共享数据的保护
• 对于既需要共享、又需要防止改变的数据应该声明为常类型（用const进行修饰）。对于不改变对象状态的成员函数应该声明为常函数。
▫ 常对象：必须进行初始化,不能被更新。const 类名 对象名
▫ 常成员用const进行修饰的类成员：常数据成员和常函数成员
▫ 常引用：被引用的对象不能被更新。const 类型说明符 &引用名
▫ 常数组：数组元素不能被更新(详见第6章)。类型说明符const 数组名[大小]...
▫ 常指针：指向常量的指针(详见第6章)
常成员函数
▫ 使用const关键字说明的函数。
▫ 常成员函数不更新对象的数据成员。
▫ 常成员函数说明格式：类型说明符函数名（参数表）const;这里，const是函数类型的一个组成部分，因此在实现部分也要带const关键字。
▫ const关键字可以被用于参与对重载函数的区分
• 通过常对象只能调用它的常成员函数。
• 常数据成员
▫ 使用const说明的数据成员。
• 如果在声明引用时用const修饰，被声明的引用就是常引用。
• 常引用所引用的对象不能被更新。
• 如果用常引用做形参，便不会意外地发生对实参的更改。常引用的声明形式如下：
const 类型说明符 &引用名;
粘一下代码
//5_4.cpp #include <iostream> using namespace std; class Point { //Point类定义 public: //外部接口 Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y) { //构造函数 //在构造函数中对count累加，所有对象共同维护同一个count count++; } Point(Point &p) {//复制构造函数 x = p.x; y = p.y; count++; } ~Point() { count--; } int getX() { return x; } int getY() { return y; } void showCount() { //输出静态数据成员 cout << " Object count = " << count << endl; } private: //私有数据成员 int x, y; static int count;//静态数据成员声明，用于记录点的个数 }; int Point::count = 0;//静态数据成员定义和初始化，使用类名限定 int main() { //主函数 Point a(4, 5); //定义对象a，其构造函数回使count增1 cout << "Point A: " << a.getX() << ", " << a.getY(); a.showCount(); //输出对象个数 Point b(a); //定义对象b，其构造函数回使count增1 cout << "Point B: " << b.getX() << ", " << b.getY(); b.showCount(); //输出对象个数 return 0; }
//5_5.cpp静态函数成员 #include <iostream> using namespace std; class Point { //Point类定义 public: //外部接口 Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y) { //构造函数 //在构造函数中对count累加，所有对象共同维护同一个count count++; } Point(Point &p) { //复制构造函数 x = p.x; y = p.y; count++; } ~Point() { count--; } int getX() { return x; } int getY() { return y; } static void showCount() { //静态函数成员 cout << " Object count = " << count << endl; } private: //私有数据成员 int x, y; static int count;//静态数据成员声明，用于记录点的个数 }; int Point::count = 0;//静态数据成员定义和初始化，使用类名限定 int main() { //主函数 Point a(4, 5); //定义对象a，其构造函数回使count增1 cout << "Point A: " << a.getX() << ", " << a.getY(); Point::showCount(); //输出对象个数 Point b(a); //定义对象b，其构造函数回使count增1 cout << "Point B: " << b.getX() << ", " << b.getY(); Point::showCount(); //输出对象个数 return 0; }
//友元类 #include<bits/stdc++.h> #define endl '\n' #define _for(i,a,b) for(int i=a;i<b;i++) using namespace std; const int N = 1e5+5; typedef long long ll; class A { friend class B; public: void display() { cout << x << endl; } private: int x; }; class B { public: void set(int i); void display(); private: A a; }; void B::set(int i) { a.x=i; } void B::display() { a.display(); } int main(){ A a; a.display(); B b; b.set(4); b.display(); return 0; }
//友元函数 #include <bits/stdc++.h> using namespace std; class Point { //Point类声明 public: //外部接口 Point(int x=0, int y=0) : x(x), y(y) { } int getX() { return x; } int getY() { return y; } friend float dist(Point &a, Point &b); private: //私有数据成员 int x, y; }; float dist( Point& a, Point& b) { double x = a.x - b.x; double y = a.y - b.y; return static_cast<float>(sqrt(x * x + y * y)); } int main() { Point p1(1, 1), p2(4, 5); cout <<"The distance is: "; cout << dist(p1, p2) << endl; return 0; }
//例5-7 常成员函数举例 #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 << r1 << ";" << r2 << endl; } int main() { R a(5,4); a.print(); //调用void print() const R b(20,52); b.print(); //调用void print() const return 0; }
//例5-8 常数据成员举例 #include <iostream> using namespace std; class A { public: A(int i); void print(); private: const int a; static const int b; //静态常数据成员 }; const int A::b=10; A::A(int i) : a(i) { } void A::print() { cout << a << ":" << b <<endl; } int main() { /*建立对象a1和a2，并以100和0作为初值，分别调用构造 函数，通过构造函数的初始化列表给对象的常数据成员赋 初值*/ A a1(100), a2(0); a1.print(); a2.print(); return 0; }
//常引用做形参
#include <iostream> #include <cmath> using namespace std; class Point { //Point类定义 public: //外部接口 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: //私有数据成员 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() { //主函数 const Point myp1(1, 1), myp2(4, 5); cout << "The distance is: "; cout << dist(myp1, myp2) << endl; return 0; }
//变量，生存期
#include<iostream> using namespace std; int i = 1; // i 为全局变量，具有静态生存期。 void other() { static int a = 2; static int b; // a,b为静态局部变量，具有全局寿命，局部可见。 //只第一次进入函数时被初始化。 int c = 10; // C为局部变量，具有动态生存期， //每次进入函数时都初始化。 a += 2; i += 32; c += 5; cout<<"---OTHER---\n"; cout<<" i: "<<i<<" a: "<<a<<" b: "<<b<<" c: "<<c<<endl; b = a; } int main() { static int a;//静态局部变量，有全局寿命，局部可见。 int b = -10; // b, c为局部变量，具有动态生存期。 int c = 0; cout << "---MAIN---\n"; cout<<" i: "<<i<<" a: "<<a<<" b: "<<b<<" c: "<<c<<endl; c += 8; other(); cout<<"---MAIN---\n"; cout<<" i: "<<i<<" a: "<<a<<" b: "<<b<<" c: "<<c<<endl; i += 10; other(); return 0; }
