【C++】剖析static关键字&&友元

用户11456817

发布于 2025-01-22 08:50:09

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代码可运行

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代码可运行

static，在英语单词中译为静态，静态的意思。当然，在这个从C至C++的关键词都发挥着非凡的作用的关键词的用法上，相信还是有很多小伙伴摸不着头脑，我也不例外，总是用得我抓耳挠腮，一点头绪都无。

在百度中查询，查到的也是CSDN上的种种详解，看得我也是天花乱坠，眼花缭乱。对于这种一知半解的重要知识点，我们也应该去尝试看懂，明白。所以，我在这里为大家讲叙我对其的一些理解，希望能帮到大家~

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在开是介绍static关键词之前，向大家详述一个较为简易的关键词：explicit~

关键词explicit：

首先对于explicit，在C++中主要是用于修饰只有一个参数的类的构造函数，它的作用是表明该构造函数是显示的, 当然有显示的，肯定就有隐性的用来对应：关键词implicit

特性：

C++支持内置类型隐式类型转换为类类型对象，需要有相关内置类型为参数的构造函数。
构造函数前⾯加explicit就不再⽀持隐式类型转换。
类类型的对象之间也可以隐式转换，需要相应的构造函数支持。

那么在显示声明的构造函数和隐式声明的有什么区别呢？我们举一个例子来看看：

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	// 构造函数explicit就不再⽀持隐式类型转换
	// explicit A(int a1)
	A(int a1)
		:_a1(a1)
	{}
	//explicit A(int a1, int a2)
	A(int a1, int a2)
		:_a1(a1)
		, _a2(a2)
	{}
	void Print()
	{
		cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
	}
	int Get() const
	{
		return _a1 + _a2;
	}
private:
	int _a1 = 1;
	int _a2 = 2;
};
class B
{
public:
	B(const A& a)
		:_b(a.Get())
	{}
private:
	int _b = 0;
};
int main()
{
	// 1构造⼀个A的临时对象，再⽤这个临时对象拷⻉构造aa3
	// 编译器遇到连续构造+拷⻉构造->优化为直接构造
	A aa1 = 1;
	aa1.Print();
	const A& aa2 = 1;
	// C++11之后才⽀持多参数转化
	A aa3 = { 2,2 };
	// aa3隐式类型转换为b对象
	// 原理跟上⾯类似
	B b = aa3;
	const B& rb = aa3;
	return 0;
}

运行结果：

explicit关键字的作用就是防止类构造函数的隐式自动转换。

在前面说explicit主要是用于修饰只有一个参数的类的构造函数，多一个参数的话则无效，但有一种情况除外，就是当除第一个参数以外的其他参数都有默认值的话，explicit有效~

接下来就来讲解一下我们的static啦~

关键字static：

关键字static是什么：

static是C/C++中的一个关键字，可以在函数和变量上使用（也就是他们的修饰符），主要作用是控制变量的存储方式和作用范围，被放在静态区中~

C语言中主要修饰的对象：局部变量，全局变量，函数~

C++中主要也是修饰的变量和函数，但叫法不同，声明为static的类成员称为类的静态成员，分为两类：

用static修饰的成员变量，称之为静态成员变量
用static修饰的成员函数，称之为静态成员函数

C++中static的概念：

用static修饰的成员变量，称之为静态成员变量，静态成员变量⼀定要在类外进行初始化。
静态成员变量为所有类对象所共享，不属于某个具体的对象，不存在对象中，存放在静态区
用static修饰的成员函数，称之为静态成员函数，静态成员函数没有this指针。
静态成员函数中可以访问其他的静态成员，但是不能访问非静态的，因为没有this指针。
非静态的成员函数，可以访问任意的静态成员变量和静态成员函数。
突破类域就可以访问静态成员，可以通过类名::静态成员或者对象.静态成员来访问静态成员变量和静态成员函数。
静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制。
静态成员变量不能在声明位置给缺省值初始化，因为缺省值是个构造函数初始化列表的，静态成员
变量不属于某个对象，不走构造函数初始化列表。

// 实现⼀个类，计算程序中创建出了多少个类对象？
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	A()
	{
		++_scount;
	}
	A(const A& t)
	{
		++_scount;
	}
	~A()
	{
		--_scount;
	}
	static int GetACount()
	{
		return _scount;
	}
private:
	// 类⾥⾯声明
	static int _scount;
};
// 类外⾯初始化
int A::_scount = 0;
int main()
{
	cout << A::GetACount() << endl;
	A a1, a2;
	A a3(a1);
	cout << A::GetACount() << endl;
	cout << a1.GetACount() << endl;
	// 编译报错：error C2248: “A::_scount”: ⽆法访问 private 成员(在“A”类中声明)
	//cout << A::_scount << endl;
	return 0;
}

运行代码：

当静态成员变量变成私有时，有三种方法可以采用：

通过对象.静态成员函数来访问
通过类名::静态成员函数来进行访问
通过匿名对象调用成员函数进行访问

static OJ题直达：

很具有教学意义的一道oj题，感兴趣的铁子可以试试哦~

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友元：

一开始听到这个名词的时候，感觉就很容易理解，友元友元（跟友员一样），不就是很好相处，可以跟谁都玩得来的意思吗？emm~差不多是这个意思，但又感觉不太确切，说得很准确一点，就是你愿意跟你交的这个朋友不存在任何隐私，这样就更贴切一点~

友元的概念：

友元提供了⼀种突破类访问限定符封装的方式，友元分为：友元函数和友元类，在函数声明或者类

声明的前面加friend，并且把友元声明放到⼀个类的里面。

其中友元函数又包括：全局函数做友元，成员函数做友元~

友元的特性：

外部友元函数可访问类的私有和保护成员，友元函数仅仅是⼀种声明，他不是类的成员函数。
友元函数可以在类定义的任何地⽅声明，不受类访问限定符限制。
⼀个函数可以是多个类的友元函数。
友元类中的成员函数都可以是另⼀个类的友元函数，都可以访问另⼀个类中的私有和保护成员。
友元类的关系是单向的，不具有交换性，比如A类是B类的友元，但是B类不是A类的友元。
友元类关系不能传递，如果A是B的友元， B是C的友元，但是A不是C的友元。
有时提供了便利。但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以友元不宜多⽤。

全局函数做友元的代码如下：

#include<iostream>
using namespace std;
// 前置声明，都则A的友元函数声明编译器不认识B
class B;
class A {
	// 友元声明
	friend void func(const A& aa, const B& bb);
private:
	int _a1 = 1;
	int _a2 = 2;
};
class B
{
	// 友元声明
	friend void func(const A& aa, const B& bb);
private:
	int _b1 = 3;
	int _b2 = 4;
};
void func(const A& aa, const B& bb)
{
	cout << aa._a1 << endl;
	cout << bb._b1 << endl;
}
int main()
{
	A aa;
	B bb;
	func(aa, bb);
	return 0;
}

在全局函数func（）的前面加入friend即可访问类A和类B中的所有成员~

调试也没有问题~

类做友元代码：

代码示例如下：

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
	// 友元声明
	friend class B;
private:
	int _a1 = 1;
	int _a2 = 2;
};
class B
{
public:
	void func1(const A& aa)
	{
		cout << aa._a1 << endl;
		cout << _b1 << endl;
	}
	void func2(const A& aa)
	{
		cout << aa._a2 << endl;
		cout << _b2 << endl;
	}
private:
	int _b1 = 3;
	int _b2 = 4;
};
int main()
{
	A aa;
	B bb;
	bb.func1(aa);
	bb.func1(aa);
	return 0;
}

关键点：