【C++ 语言】面向对象 ( 成员函数 | 常量函数 | 友元函数 | 友元类 | 单例类 )

文章目录

• ​​成员函数​​
• ​​常量函数​​
• ​​友元函数​​
• ​​new 创建对象​​
• ​​友元类​​
• ​​单例类​​

成员函数

此处继续上一篇博客继续向后讲解C++面向对象

​类成员方法​ , 除了定义构造方法与析构方法之外 , 还可以定义普通的成员方法 , 如设置 ​

​int age​

​​ 变量的方法 , 这里声明一个成员方法 , 传入参数 ​

​int age​

​​ , 给成员变量 ​

​int age​

​ 赋值 ;

​使用共有函数访问私有成员变量​ , 在类中私有的成员变量时不允许从外部直接访问的 , 需要通过共有函数来访问 , 在共有函数中调用 ​

​this->成员变量​

​ 进行访问 ; 这里的访问是指获取成员变量的值 , 或修改成员变量的值 ;

​成员函数中申请内存​ , 需要在析构函数中将内存释放 , 不管在构造函数 , 还是在成员函数中申请的内存 , 都需要在析构函数中 , 将内存释放掉 ;

​​Student.h 中相关声明 :​​

//默认作用域 : 如果没有指定作用域, 其作用域默认是 private 私有的
  //类中的属性定义 
  int age;

//声明共有的成员方法 , 该方法需要实现
public : 
  void setAge(int age);      

​​Student.cpp 实现上述声明的方法 :​​

void Student::setAge(int age) {
  //使用 this 关键字访问成员变量 , 并给成员变量赋值
  this->age = age;
}      

常量函数

​外部访问类中的私有成员变量​ , 有两种方法 , 一种是使用共有的成员方法访问 , 另一种是在友元函数中访问 ;

​常量函数​ , 在头文件中函数定义时 , 在方法后面加上 const 关键字 , 这个函数就变成了常量函数 , 该函数中不允许修改类中的成员变量 , 一般获取成员变量值的函数可以定义成常量函数 ;

​成员函数声明时可以直接实现​ , 可以在类中声明成员函数的位置 , 直接实现该函数 , 这样就不同在 Student.cpp 中实现了 ;

​​Student.h 中声明并实现成员方法 :​​

//默认作用域 : 如果没有指定作用域, 其作用域默认是 private 私有的
  //类中的属性定义 
  int age;

//声明共有的成员方法 , 该方法需要实现
public : 
  //在函数后加上 const , 该函数就变成了常量函数
  //常量函数中是不允许修改成员变量的
  //函数在声明的时候也可以实现
  int getAge()const {
    return this->age;
  }      

友元函数

​外部访问类中的私有成员变量​ , 有两种方法 , 一种是使用共有的成员方法访问 , 另一种是在友元函数中访问 ;

​友元函数​ , 在友元函数中 , 可以从类的外部访问类中的私有成员变量 , ​友元函数声明方法​ ​

​friend 返回值类型 方法名称 ( 参数列表 ) ;​

​ ;

​​Student.h 中友元函数声明​​

//友元函数声明 , 可以在外部修改类中的私有成员变量
  friend void changeAge(Student*);      

​友元函数实现​ , 友元函数并不与类实现写在一起 , 而是​在使用的位置进行实现​ , 这里在 main() 函数所在的文件中进行实现 , 在该实现的友元函数中 , 可以访问类对象的私有成员变量和方法 ;

​​003_Object_Oriented.cpp ( main函数定义文件 ) 中友元函数实现​​

//引用 Student 类声明的头文件
#include "Student.h"

//友元函数实现 , 在类的外部修改类中的私有成员变量 age
void changeAge(Student* student){
  student->age = 88;
}      

new 创建对象

​使用 new 创建对象​ , 表示在堆中申请内存 , 将其定义成 Student 类型 , new 与 mallloc 作用类似 , 当对象不使用之后 , 需要使用 delete 对象名 , 对象会自动调用析构函数 , 将该对象销毁 ; 下面的代码中展示了 , 创建对象 , 使用对象 , 销毁对象的过程 ;

• ​创建对象​ , ​

  ​new Student(18, 1);​

  ​​ 使用 new 关键字 , 在堆内存中创建对象 , 注意这种对象使用完毕后需要手动调用 ​

  ​delete 对象名​

  ​ 进行释放 ;
• ​友元函数​ , ​

  ​changeAge(student);​

  ​ 是调用友元函数修改对象的私有成员变量 ;
• ​常量函数​ , ​

  ​student->getAge()​

  ​ 调用共有的常量函数 , 获取私有成员变量值 , 注意常量函数中不允许修改成员变量值 , 只允许获取该值 ;
• ​释放内存​ , ​

  ​delete student​

  ​ 作用是, 释放使用 new 申请的堆内存中的内存 ;

//使用 new 创建对象 , 注意该对象在堆内存中创建的 
  //用完之后需要使用 delete 释放该对象
  Student* student = new Student(18, 1);

  //调用友元函数, 修改 student 对象类私有变量 age 的值
  changeAge(student);

  //调用 getAge() 常量函数获取 student 对象的 age 成员变量值
  //并将该值打印出来
  cout<< "age : " << student->getAge() <<endl;

  //释放使用 new 申请的堆内存中的内存
  delete student;      

代码执行结果

Student() 构造方法
age : 88
~Student() 析构方法      

友元类

​友元类​ , 友元类中所有的成员函数都是该类的友元函数 , 可以访问该类对象的私有成员变量 ;

​友元类声明​ , 声明友元类方法 ​

​friend class 友元类名称;​

​ , 友元类中所有的成员函数都是该类的友元函数 ;

​​Student.h 中友元类声明​​

//声明友元类 , 可以在友元类中访问修改类中的私有成员变量
  //友元类中的所有的成员函数都是友元函数
  friend class Teacher;      

​友元类定义与实现​ , 友元类中定义的方法都是 Student 类的友元函数 , 其中需要传入 ​

​Student*​

​ 参数来访问 Student 对象的私有成员变量 ; 可以在定义的时候 , 直接将该方法实现 ;

//Student 中的友元类 , 该友元类中的所有函数都是 Student 对象的友元函数
class Teacher {

public:
  //友元类中声明方法 , 修改 Student 中的 id 编号
  void setId(Student* student, int id) {
    student->id = id;
  }

};      

单例类

​单例类三要素​

• ① 私有静态单例类类型的静态成员变量 ;
• ② 私有构造函数 ;
• ③ 静态共有方法 , 该方法中调用私有构造方法创建唯一一个单例类对象 ;

​单例类声明​ , 创建 Instance 单例类 ;

• ① 声明一个私有的静态成员变量 , 外部不能直接访问该成员变量 ; ​

  ​private : static Instance* instance;​

  ​ ;
• ② 声明私有构造函数 , 外部不能直接调用构造方法创建该类对象 ; ​

  ​private : Instance();​

  ​ ;
• ③ 声明静态共有的方法 , 在该方法中调用私有构造函数创建单例对象 , ​

  ​public : static Instance* getInstance();​

  ​ , 注意创建的这个单例对象是唯一的 , 只能创建一个 ;

​​Instance.h 单例类声明​​

#pragma once

class Instance {

//声明一个私有的静态成员变量 , 及构造方法
//外部不能直接调用构造方法创建该类对象
private :
  static Instance* instance;
  Instance();

//声明共有静态方法  
//该方法中可调用私有构造方法并返回 Instance 对象
public :
  static Instance* getInstance();

public : 
  int number = 888;

};      

​单例类实现​ , 在实现中 , 首先给 ​

​Instance::instance​

​​ 静态成员变量赋值初始值 0 , 静态成员变量可以使用 ​

​类名::静态成员变量名​

​​ 访问 ; 然后实现私有的构造函数 , 最后实现共有的单例类获取函数 , 在该函数中首先判定单例类对象是否已经创建 , 如果已经创建 , 直接返回该单例类对象 , 如果没有创建那么先创建该单例类对象 , 再返回该单例对象 ​

​instance​

​ ;

//设置Instance 静态成员变量 初始值值
//静态成员变量可以使用 类名::静态成员变量名 访问
Instance* Instance::instance = 0;

//实现构造函数
Instance::Instance() {
}

//实现 getInstance 静态成员函数
//方法的实现中 , 可以使用 this-> 调用成员变量或成员方法
//静态的成员变量和成员函数可以直接调用
Instance* Instance::getInstance() {
  if (!instance) {
    instance = new Instance();
  }
  return instance;
}      

​单例类使用​ , 首先在 CMakeList.txt 中配置上面的 Instance.h 和 Instance.cpp 两个文件 , 然后在 main() 函数所在文件 , 包含 Instance.h 头文件 , 即可在 main() 中使用该单例类了 ; 调用 ​

​Instance::getInstance();​

​ 可创建单例类 , 注意单例类使用完毕后要释放该类 , 否则会造成内存泄漏 ;

//创建单例对象
  Instance* instance = Instance::getInstance();
  //打印单例对象中的变量值
  cout << "单例 instance->number : " << instance->number << endl;

  //释放单例类
  delete instance;      

代码执行结果 :

单例 instance->number : 888