数据的共享与保护

技术探索
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一、标识符的作用域与可见性


二、对象的生存期

1. 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。
  • 在函数内部声明静态生存期对象，要冠以关键字 static 。

2. 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。

三、变量的生存期与可见性综合示例





思考：在函数内部定义的普通局部变量和静态局部变量在功能上有何不同？计算机底层对这两类变量做了
怎样的不同处理？

  • 局部作用域中的静态变量： 不会随着每次函数的调用而产生一个副本，也不会随着函数的返回而失效，定义时未指定初值的会被以0初始化
  • 局部作用域中的全局变量：诞生于声明点，结束于声明所在块执行完毕之时，并且不指定初值意味着初值不确定

四、类的静态成员 static

静态成员函数/变量本质上是全局函数/变量，哪怕一个对象都不存在，类的静态成员都还是存在的。


那为什么还要设置静态成员而不直接设置成全局函数/变量呢？

  • 是为了将和某些类紧密相关的全局变量和函数写到类里面，使其看上去像一个整体，便于维护和理解。


注：私有的静态成员在类外依然不能访问

1. 静态成员变量



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class A{
    int n;
    static int s;
}
int A :: s = 2;  //类外初始化
  • 所有对象共享，维护同一个副本，即对象 n1 修改其值，对象 n2 中的值也会改变。
  • sizeof(A) = 4；sizeof不会计算静态成员变量
  • 静态成员变量必须在类外进行一次说明或初始化，否则编译能通过但链接不能通过

2. 静态成员函数


普通成员函数必须具体作用于某个对象（即通过 对象名. 访问），
而静态成员函数并不具体作用于某个对象，不需要通过对象就能访问。


静态成员函数的访问方式：

  • 类名::成员名（无须对象，直接通过类名访问）
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Point::showCount();
  • 对象名.成员名
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A a; 
a.s( );


但并不意味着只作用于a上面

  • 指针->成员名
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A *p; 
p->s( );


但并不意味着只作用于a上面

  • 引用.成员名
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A &q = a; 
q.s( );


但并不意味着只作用于a上面

注：静态成员函数要访问非静态成员变量必须通过对象名.

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class A
{
    int x;
public:
    static void func(A a)
    {
        cout << x; //ERROR!!!
        cout << a.x;
    }
}

五、类的友元 friend


1. 友元函数


2. 友元类




特别注意：友元关系不能继承；不能传递；单向 ！

六、共享数据的保护 (const）


Java 中没有 const 关键字，与之替代的是 final

1. 常对象

用 const 修饰的对象

  • 常量对象的值不可被修改
  • 常量对象不能执行非常量成员函数，因为非常量成员函数有可能对成员变量进行修改；
  • 常量对象可以执行常量成员函数


例：

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class A{
	public:
		A(int i, int j){
			x = i;
			y = j;
		}
	private:
		int x, y;
};

A const a(3,4); //常对象a,不能被更新

2. 常成员

用 const 修饰的对象成员

常成员函数


例：



常成员函数执行期间不应该修改其所作用的对象，即

  • 在常量成员函数中不能修改成员变量的值(静态成员变量除外）
  • 也不能调用同类的非常量成员函数（静态成员函数除外）

例：

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class A{
    public:
        int value;
        void setValue() const;
        void func();
}
void A :: setValue(){
    value = 0; //wrong 常量成员函数中不能修改成员变量的值
    func(); //wrong 常量成员函数中不能调用同类的非常量成员函数
} 
const A a;
a.value = 100; //wrong 常量对象的值不可被修改
a.func(); //wrong 常量对象不能执行非常量成员函数
a.setValue(); //right 常量对象可以执行常量成员函数

常数据成员

使用 const 说明的数据成员

  • 常数据成员 const 只能通过构造函数的初始化列表来获得初值
  • 静态常数据成员 static const 在类外进行说明和初始化


例：

3. 常引用

当需要对象作为参数时，生成该参数需要调用复制构造函数，效率比较低，用指针做参数，代码会比较不好看，所以用对象的引用做参数
void func(A &a)


使用对象引用作参数有一定的风险性，若函数中修改了形参a，则实参也跟着变，有时候这可能不是开发者想要的。若不想要对象发生改变，则使用const限定：
void func(const A &a)



例：

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