一. 友元（friend）

友元是一種定義在類外部的普通函數(shù)或類

1 友元函數(shù)

1.1 全局函數(shù)作為友元函數(shù)

聲明一個全局函數(shù)作為類的友元函數(shù)，則允許該全局函數(shù)，訪問類中各個權(quán)限下的成員

在類中要將該函數(shù)進行聲明：friend 全局函數(shù)頭；

#include <iostream>
using namespace std;

class Stu
{
private:
    string name;
    int age;
public:
    Stu() {}
    Stu(string n, int a) : name(n), age(a) {}

    void show()
    {
        cout << "name = " << name << "   age = " << age << endl;
    }

    friend void display(Stu s); // 在類中將全局函數(shù)聲明成類的友元函數(shù)
};

// 定義全局函數(shù)
void display(Stu s)
{
    cout << "name = " << s.name << "   age = " << s.age << endl; // 正常的全局函數(shù)不能訪問類中私有屬性
}

int main()
{
    display(Stu("zhangpp", 18));

    return 0;
}

1.2 類的成員函數(shù)作為友元函數(shù)（了解）

1. 聲明一個其他類的成員函數(shù)作為自己類的友元函數(shù)，則允許讓該函數(shù)訪問自己類中的所有成員

2. 要求該函數(shù)必須類內(nèi)聲明類外定義

2. 友元類

1. 在一個類中聲明另一個類當做友元類，則允許友元類中所有成員訪問自己的所有權(quán)限下的成員

2. 聲明格式：friend class 類名;

#include <iostream>

using namespace std;

class Stu; // 類的前置聲明

class Teacher // 老師類
{
private:
    string sub;

public:
    Teacher() {}
    Teacher(string s) : sub(s) {}

    void show(Stu s); // 類內(nèi)聲明
};

class Stu // 學生類
{
private:
    string name;
    int age;

public:
    Stu() {}
    Stu(string n, int a) : name(n), age(a) {}

    void show()
    {
        cout << "name = " << name << "   age = " << age << endl;
    }

    friend void display(Stu s); // 在類中將全局函數(shù)聲明成類的友元函數(shù)

    // friend void Teacher::show(Stu s);             //聲明老師類中的成員函數(shù)作為友元函數(shù)

    // 將整個Teacher類當做友元類
    friend class Teacher;
};

// 定義全局函數(shù)
void display(Stu s)
{
    cout << "name = " << s.name << "   age = " << s.age << endl; // 正常的全局函數(shù)不能訪問類中私有屬性
}

// 老師類中的成員函數(shù)的定義
void Teacher::show(Stu s)
{
    cout << "Teacher::sub = " << sub << endl;
    cout << "Stu::name = " << s.name << endl; // 其他類不能訪問類中私有成員
}

int main()
{
    display(Stu("zhangpp", 18));
    Teacher t1("C++");
    t1.show(Stu("zhangpp", 18));
    return 0;
}

3. 使用友元的注意事項

1. 友元具有方向性，A把B當做朋友，允許B訪問A的所有權(quán)限，但是A不一定能訪問B的所有權(quán)限

2. 友元不具有交換性：A是B的朋友，但B不一定是A的朋友

3. 友元不具有傳遞性：A是B的朋友，B是C的朋友，則A不一定是C的朋友

4. 友元不具有繼承性：父類的朋友不一定是子類的朋友

5. 由于友元的出現(xiàn)，破壞了了類的封裝性，使得訪問權(quán)限形同虛設(shè)。所以不在萬不得已的情況下，盡可能少用友元

6. 必須使用友元的情況：插入和提取運算符重載。（后期講）

二. 常成員函數(shù)和常對象（const）

1. 常成員函數(shù)

由const修飾的成員函數(shù)叫常成員函數(shù)

格式:

• 返回類型 成員函數(shù)名(參數(shù)表) const；

  例如：int function(int x) const

?

特點:

1. 在常成員函數(shù)中，不能修改成員變量的值（保護成員變量不被修改）

2. 類中同名的常成員函數(shù)和非常成員函數(shù)構(gòu)成重載關(guān)系，原因是隱藏的this指針的類型不同

   非常成員函數(shù)中： Stu * const  this
   常成員函數(shù)中：	  const Stu * const this
   

3. 非常對象，優(yōu)先調(diào)用非常成員函數(shù)，如果沒有非常成員函數(shù)，則去調(diào)用同名的常成員函數(shù)

4. 常對象只能調(diào)用常成員函數(shù)，沒有常成員函數(shù)會報錯

2. 常對象

const修飾的對象為常對象

1. 常對象只能調(diào)用常成員函數(shù)，不能調(diào)用非常成員函數(shù)

2. 當一個常引用的目標為非常對象，則通過引用只能調(diào)用常成員函數(shù)，通過對象優(yōu)先調(diào)用非常成員函數(shù)

3. mutable關(guān)鍵字

功能：

? 取消成員常屬性

使用方式：

? 定義變量前加mutable，那么，該變量就能在常成員函數(shù)中被修改

#include <iostream>

using namespace std;

class Stu
{
private:
    string name;
    mutable int age; // 由mutable關(guān)鍵字修飾的成員變量，能在常成員函數(shù)中被修改
    double score;

public:
    Stu() {}
    Stu(string n, int a, double s) : name(n), age(a), score(s) {}

    // 有const修飾的成員函數(shù)就是常成員函數(shù)
    void show() const // const Stu * const this;
    {
        // this = nullptr;
        // this->score = 50; // 在常成員函數(shù)中不能修改成員變量的值
        this->age = 100; // 可以更改，因為有關(guān)鍵字修飾
        cout << "name = " << name << endl;
        cout << "age = " << age << endl;
        cout << "score = " << score << endl;
        cout << "AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA" << endl;
    }

    void show() // Stu * const this;
    {
        this->score = 50; // 在常成員函數(shù)中不能修改成員變量的值
        cout << "name = " << name << endl;
        cout << "age = " << age << endl;
        cout << "score = " << score << endl;
        cout << "BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB" << endl;
    }
};

int main()
{
    Stu s1("張三", 20, 99);
    s1.show(); // 50

    const Stu &r = s1;

    r.show();  // 常成員函數(shù)
    s1.show(); // 優(yōu)先調(diào)用非常成員函數(shù)

    return 0;
}

三. 運算符重載

單、算、關(guān)、邏、條、賦、逗

1. 定義

所謂運算符重載，就是給運算符新的含義，能夠?qū)崿F(xiàn)“一符多用”，也是屬于靜態(tài)多態(tài)的一種，

他能夠?qū)崿F(xiàn)將原本加載到基本數(shù)據(jù)類型的運算符，在自定義類對象減使用。

好處：能夠使得代碼更加簡潔、易懂，優(yōu)雅好看

2. 重載的方法

統(tǒng)一的名稱：

? operator# //#表示運算符

3. 運算符重載要求

功能：

? 實現(xiàn)運算符對應(yīng)的操作

參數(shù)：

? 由運算符本身決定

返回值：

? 由用戶自己決定

4. 調(diào)用時機及調(diào)用原則

調(diào)用時機：當使用該運算符時，系統(tǒng)自動調(diào)用，無需手動調(diào)用

調(diào)用原則：左調(diào)右參 //a = b; a.operator=(b)

5. 運算符重載的格式

每種運算符都有兩個版本的格式：

• 成員函數(shù)版本，類對象本身就是一個參數(shù)，形參個數(shù)是操作數(shù)個數(shù)-1

• 全局函數(shù)版，需要使用友元完成，此時參數(shù)個數(shù)等于操作數(shù)個數(shù)

以上兩個版本的重載函數(shù)，只能實現(xiàn)一個，否則調(diào)用時會混亂報錯

5.1 算術(shù)類運算符重載（雙目運算符）

種類：

? +、-、*、/、%。。。

表達式：

? L#R //L表示左操作數(shù)，#表示運算符，R表示右操作數(shù)

• 左操作數(shù)：既可以是左值也可以是右值

• 右操作數(shù)：既可以是左值也可以是右值

• 結(jié)果：右值

定義格式：

• 成員函數(shù)版：const 類名 operator#( const 類名 &R ) const

第一個const：保護返回結(jié)果不被改變

第二個const：保護右操作數(shù)不被修改

第三個const：保護左操作數(shù)不被修改

• 全局函數(shù)版：const 類名 operator#（const 類名 &L, const 類名 &R）

5.2 賦值類運算符重載

種類：

? =、-=、*=、/=、%=、+=。。。

表達式：

? L#R //L表示左操作數(shù)，#表示運算符，R表示右操作數(shù)

• 左操作數(shù)：只能是左值

• 右操作數(shù)：既可以是左值也可以是右值

• 結(jié)果：右值

定義格式：

• 成員函數(shù)版： 類名 & operator#( const 類名 &R )

• 全局函數(shù)版： 類名 & operator#（類名 &L, const 類名 &R）

5.3 關(guān)系運算符重載

種類：

? >=、<=、!=、>、<、==。。。

表達式：

? L#R //L表示左操作數(shù)，#表示運算符，R表示右操作數(shù)

• 左操作數(shù)：既可以是左值也可以是右值

• 右操作數(shù)：既可以是左值也可以是右值

• 結(jié)果：bool類型的右值

定義格式：

• 成員函數(shù)版： const bool operator#( const 類名 &R ) const

• ==全局函數(shù)版： const bool operator#( const 類名 &L,const 類名 &R ) ==

5.4 單目運算符重載

種類：

? &、！、-（負號）。。。

表達式：

? #O //#表示運算符 O表示操作數(shù)

• 操作數(shù)：既可以是左值也可以是右值

• 結(jié)果：右值

定義格式：

• 成員函數(shù)版： const 類名 operator#( void ) const

• 全局函數(shù)版： const 類名 operator#( conts 類名 &O)

5.4 單目運算符重載

種類：

? &、！、-（負號）。。。

表達式：

? #O //#表示運算符 O表示操作數(shù)

• 操作數(shù)：既可以是左值也可以是右值

• 結(jié)果：右值

定義格式：

• 成員函數(shù)版： const 類名 operator#( void ) const

• 全局函數(shù)版： const 類名 operator#( conts 類名 &O)

5.5 自增、自減運算符重載

前置自增：++a

表達式：

? #O //#表示運算符 O表示操作數(shù)

• 操作數(shù)：只能是左值

• 結(jié)果：左值，自身的引用

定義格式：

• 成員函數(shù)版： 類名 & operator#( )

• 全局函數(shù)版： 類名 & operator#( 類名 &O )

后置自增：a++

表達式：

? O# //#表示運算符 O表示操作數(shù)

• 操作數(shù)：只能是左值

• 結(jié)果：右值

定義格式：

• 成員函數(shù)版： 類名 operator#( int )

• 全局函數(shù)版： 類名 operator#( 類名 &O , int)

5.6 插入、提取運算符重載

1. cin和cout的來源

namespace std
{
    extern istream cin;         /// Linked to standard input
    extern ostream cout;        /// Linked to standard output
}

1. 從這兩個類對象可以看出，cin和cout來自于內(nèi)置對象，想要對<<和>>進行重載時，如果想要實現(xiàn)成員函數(shù)版，則需要多istream和ostream類進行修改，難度較大。

2. 此時，我們可以使用全局函數(shù)版實現(xiàn)這兩個運算符的重載，將該全局函數(shù)設(shè)置成友元函數(shù)即可

3. 因為要用到istream和ostream的類對象和自定義類對象，原則上來說需要在兩個類中都要設(shè)置成友元函數(shù)

4. 但是，在運算符重載函數(shù)中，只會對自定義的類對象訪問私有成員，而不會對istream和ostream的類訪問私有成員

5. 所以，最終只需要在自定義類中，將全局函數(shù)設(shè)置成友元函數(shù)即可

表達式：

? L#R (L是cin或cout #是<<或者>> R是自定義的類對象)

• 左操作數(shù)：istream和ostream的類對象

• 右操作數(shù)：自定義的類對象

• 結(jié)果：左操作數(shù)自身的引用

格式：

• ostream &operator<<(ostream &L, const 類名 &O);

• istream &operator>>(istream &L, const 類名 &O);

5.6 不能重載的運算符

1. 成員運算符 .

2. 成員指針運算符 .*

3. 條件表達式 ?:

4. 求字節(jié)運算 sizeof

5. 作用域限定符 ::

5.7 運算符重載注意事項

1. 運算符重載只能在已有的運算符基礎(chǔ)上進行重載，不能憑空捏造一個運算符

2. 運算符重載不能更改運算符的本質(zhì)：如不能在加法運算符重載中實現(xiàn)減法

3. 運算符重載不能改變運算符的優(yōu)先級

4. 運算符重載不能改變運算符的結(jié)合律

5. 運算符重載函數(shù)不能設(shè)置默認參數(shù)

? L#R (L是cin或cout #是<<或者>> R是自定義的類對象)

• 左操作數(shù)：istream和ostream的類對象

• 右操作數(shù)：自定義的類對象

• 結(jié)果：左操作數(shù)自身的引用

格式：

• ostream &operator<<(ostream &L, const 類名 &O);

• istream &operator>>(istream &L, const 類名 &O);

5.6 不能重載的運算符

1. 成員運算符 .

2. 成員指針運算符 .*

3. 條件表達式 ?:

4. 求字節(jié)運算 sizeof

5. 作用域限定符 ::

5.7 運算符重載注意事項

1. 運算符重載只能在已有的運算符基礎(chǔ)上進行重載，不能憑空捏造一個運算符

2. 運算符重載不能更改運算符的本質(zhì)：如不能在加法運算符重載中實現(xiàn)減法

3. 運算符重載不能改變運算符的優(yōu)先級

4. 運算符重載不能改變運算符的結(jié)合律

5. 運算符重載函數(shù)不能設(shè)置默認參數(shù)

6. 成員函數(shù)版的參數(shù)要比全局函數(shù)版的參數(shù)少一個，原因是對象本身就是一個參數(shù)文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-422491.html

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