C++的數(shù)據(jù)共享與保護你了解嗎
1.作用域
作用域是一個標識符在程序正文中有效的區(qū)域
作用域關系從大到小為:
命名空間作用域 > 類作用域 > 局部作用域
標識符的有效范圍就是標識符的可見性,可見性的一般規(guī)則為:
- 標識符聲明在前,使用在后
- 在同一作用域中,不能聲明同名的標識符
- 在沒有包含關系的不同的作用域中聲明的同名標識符,互不影響
- 如果在多個作用域中定義了同名標識符,則外層標識符在內(nèi)層不可見
2.對象生存期
如果對象生存期與程序的運行期相同,則它具有靜態(tài)生存期
局部生存期對象誕生于聲明點,結束于聲明所在塊執(zhí)行完畢之時
- 命名空間作用域中聲明的對象都具有靜態(tài)生存期
- 定義時未指定初值的基本類型靜態(tài)生存期變量,會被賦予0值初始化
- 如果要在函數(shù)內(nèi)部的局部作用域中聲明具有靜態(tài)生存期的對象,則要使用關鍵字static
void f() { static int m=0; //m僅在f中能訪問 m++; cout<<m<<endl; }
靜態(tài)數(shù)據(jù)成員
如果某個屬性為整個類所共有,可以采用static關鍵字來聲明為靜態(tài)成員。
- 靜態(tài)成員在每個類中只有一個副本,由該類的所有對象共同維護和使用
- 在類中不能對static靜態(tài)數(shù)據(jù)成員進行初始化,要初始化必須在類外進行定義
class A{ public: static int m; }; int A::m=20; //在類外進行初始化 int main(){ A a,b; a.m=10; //可以賦值 cout<<a.m<<endl; cout<<b.m<<endl; //兩者的值相同 }
靜態(tài)成員函數(shù)
- 靜態(tài)成員函數(shù)可以通過類名或對象名來進行調(diào)用,非靜態(tài)成員函數(shù)只能通過對象名來調(diào)用
- 靜態(tài)成員函數(shù)可以直接訪問該類的靜態(tài)數(shù)據(jù)和函數(shù)成員,而訪問非靜態(tài)成員,必須通過對象名
class A{ public: static void f(A a); static void g(){ cout<<"hello"<<endl; } void fun(){ cout<<"world"<<endl; } private: int x; static int y; }; int A::y=10; void A::f(A a){ cout<<a.x<<endl; //必須通過對象名訪問 cout<<y<<endl; //直接訪問該類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 g(); //直接訪問該類的靜態(tài)成員函數(shù) } int main(){ A a; A::f(a); //直接通過類名調(diào)用 return 0; }
3.類的友元
友元關系是一種數(shù)據(jù)共享機制,通過友元關系,一個普通函數(shù)或者類中的成員函數(shù)可以訪問封裝于另外一個類中的數(shù)據(jù)
為了確保數(shù)據(jù)的完整性和封閉性,建議盡量少地使用友元
友元函數(shù)
友元函數(shù)是類中用關鍵字friend修飾的非成員函數(shù),在它的函數(shù)體中可以通過對象名訪問類的private和protected成員
class A{ public: friend int main(); private: int x; }; int main(){ A a; a.x=5; //訪問 private對象 }
友元類
若B類為A類的友元類,則B類的所有成員函數(shù)都是A類的友元函數(shù),都可以訪問A類的private和protected成員
class A{ public: friend class B; private: int x,y; void f(){ cout<<x<<endl; } }; class B{ public: void print(){ a.x=5; a.y=10; cout<<a.y<<endl;//可以訪問A類對象的私有成員 a.f(); //可以訪問A類對象的私有函數(shù) } private: A a; };
注意(?。。。?/p>
1.友元關系是單向的。
B類是A類的友元,B能訪問A的私有數(shù)據(jù),但A不能訪問B的私有數(shù)據(jù)
2.友元關系不能傳遞。B是A的友元,C是B的友元,C和A之間如果沒有聲明就不存在友元關系
3.友元關系不能被繼承。
4.共享數(shù)據(jù)的保護
常對象
數(shù)據(jù)成員值在對象的整個生存期間不能被修改的對象叫做常對象,一般用const進行修飾
常對象必須進行初始化,而且不能被更新
聲明常對象的語法形式為:
const 類型說明符 對象名;
class A{ public: A(int i,int j):x(i),y(j){···} private: int x,y; }; int main(){ const A a(3,4); //a為常對象,不能被更新 }
常成員函數(shù)
使用const關鍵字修飾的函數(shù)為常成員函數(shù)
語法:
類型說明符 函數(shù)名(參數(shù)表)const;
如果將一個對象說明為常對象,通過該常對象只能調(diào)用它的常成員函數(shù),不能調(diào)用其他函數(shù)(常對象唯一的對外接口方式)
class A{ public: A(int i,int j):x(i),y(j){···} void print(){ cout<<x<<" "<<y<<endl; } void print() const{ //常成員函數(shù) cout<<x<<" const "<<y<<endl; } private: int x,y; }; int main(){ A a(1,2); a.print(); //調(diào)用 void print() const A b(3,4); b.print(); //調(diào)用 void print() const }
使用const說明的數(shù)據(jù)成員為常數(shù)據(jù)成員
類中說明了常數(shù)據(jù)成員,任何函數(shù)不能對它賦值,構造函數(shù)對它進行初始化只能通過初始化列表
class A{ public: //常數(shù)據(jù)成員只能通過構造函數(shù)的初始化列表來獲得初值 A(int i):a(i){···} private: const int a; //常數(shù)據(jù)成員 static const int b;//靜態(tài)常數(shù)據(jù)成員 }; const int A::b=10; //靜態(tài)常數(shù)據(jù)成員在類外初始化
常引用
如果在聲明引用時用const修飾,被聲明的引用就是常引用,常引用所引用的對象不能被更新
常引用的聲明形式:
const 類型說明符 & 引用名;
一個常引用,無論是綁定到一個普通對象,還是一個常對象,通過該引用訪問該對象時,都只能把該對象當做常對象
class Point{ public: Point(int x,int y):x(x),y(y){} friend float dist(const Point &p1,const Point &p2); private: int x,y; }; float dist(const Point &p1,const Point &p2){ //常引用作形參 double x=p1.x-p2.x; double y=p1.y-p2.y; return sqrt(x*x+y*y); } int main(){ const Point m1(1,1),m2(4,5); cout<<dist(m1,m2)<<endl; //兩點間距離 }
Tips
- include書寫方式
- include <文件名>,按照標準方式搜索嵌入文件,文件位于編譯環(huán)境include子目錄下。示例:
include <iostream>
- include “文件名”,在當前目錄下搜索嵌入文件,如果搜不到則轉為標準搜索。示例:
include "point.h"
- include <文件名>,按照標準方式搜索嵌入文件,文件位于編譯環(huán)境include子目錄下。示例:
- 外部變量
- 如果一個變量可以在本文件和其他文件中使用,稱為外部變量,用 extern 關鍵字說明
extern int n;//聲明一個在其他文件定義的外部變量n
對于外部函數(shù),加不加 extern 效果都是一樣的
如果在定義變量和函數(shù)時使用static關鍵字,可以讓該變量和函數(shù)無法被其他編譯單元引用
- 動態(tài)內(nèi)存分配
運算符new的功能是動態(tài)分配內(nèi)存,語法形式為
new 數(shù)據(jù)類型(初始化參數(shù)列表)
對于基本數(shù)據(jù)類型,如果不希望在分配內(nèi)存后設立初值,可以把括號省去
int* point = new int;
如果保留括號,但括號中不寫任何數(shù)值,則表示用0來進行初始化
int* point = new int( );
運算符delete用來刪除由new建立的對象,釋放指針所指向的內(nèi)存空間,格式為:
delete 指針名;
用new分配的內(nèi)存,必須用delete加以釋放,否則會造成“內(nèi)存泄漏”,而且只用delete進行一次刪除,對同一內(nèi)存空間多次使用delete進行刪除會導致運行錯誤
用new創(chuàng)建一維數(shù)組時,在方括號后加或者不加小括號的區(qū)別和“new T( )”一樣,用delete刪除時在指針名前面要加“[ ]”
int* p = new int[100]; //不設置初值
int *p = new int[100] ( ); //用0進行初始化
delete[ ] p;
- 深復制與淺復制
- 淺復制只是對指針的復制,復制后兩個指針指向同一個內(nèi)存空間;
- 深復制不但對指針進行復制,而且對指針指向的內(nèi)容進行復制,經(jīng)深復制后的指針是指向兩個不同地址的指針
默認復制構造函數(shù),進行的是淺復制,對指針復制后會出現(xiàn)兩個指針指向同一個內(nèi)存空間的情況,內(nèi)存空間會被析構函數(shù)釋放兩次,導致運行錯誤
解決這一問題必須要自己定義復制構造函數(shù),使復制后的對象指針成員有自己的內(nèi)存空間,即進行深復制,這樣就避免了內(nèi)存泄漏發(fā)生。
- this指針
- this指針是一個隱含于每一個類的非靜態(tài)成員函數(shù)中的特殊指針,它用于指向正在被成員函數(shù)操作的對象
- 當局部作用域中聲明了與類成員同名的標識符時,對該標識符的直接引用代表的是局部作用域中所聲明的標識符,這時為了訪問該類成員,可以通過this指針
class A{ public: void display(int x){ this->x=x; //前一個x為數(shù)據(jù)成員,后一個x為形參 } private: int x; };
總結
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