C++ 类中的函数

上一篇介绍了一下类中的构造(构造和拷贝构造)和析构函数,这一篇开始介绍一下类中其他的函数

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0. 友元函数

类的访问修饰符

  1. private :私有成员,仅类内可见,类成员默认是私有的
  2. protected :受保护的成员,类内和子类可见
  3. public :公有成员,对外可见
  4. 访问修饰符的作用范围是到下个访问修饰符或者到类的结尾

友元函数

  • 友元函数(关键字friend)可以访问类的私有成员(private)
  • 在类内声明友元函数(可以是主函数也可以是其他函数),类内的所有成员对友元函数是可见的
  • 还可以在类内声明友元类,类内的所有成员对友元类都是可见的
#include <iostream>

using namespace std;

class Test {
public:
	Test(int n, double d) :
		n(n),
		d(d)
	{ }

	friend int main();            // 声明主函数为友元函数,说到底主函数也是函数
	friend int getInt();          // 声明一般函数为友元函数,用法与其他函数一样,只是需要在类内声明一下
	friend double getDou(Test t); // 带有形参的友元函数
	friend class A;               // 类内声明友元类,类内所有成员对友元类都是可见的

protected:
	double d;

private:
	int n;
};

class A {
public:
	void show() {
		Test test(2, 5.5);
		cout << "class A: " << test.d << " " << test.n << endl;
	}
};

int getInt() {
	Test test(10, 3.4);
	return test.n;
}

double getDou(Test t) {
	return t.d;
}

int main() {
	Test test(2, 1.2);
	cout << "friend main:" << test.d << " " << test.n << endl;
	cout << "friend getDou: " << getDou(test) << endl;
	cout << "friend getInt: " << getInt() << endl;
	A a;
	a.show();
	system("pause");
	return 0;
}

注意

  1. 类的友元函数不受类的访问修饰符的限制(可以写在 private 的作用范围内,可以写在 protected 的作用范围内,可以写在 public 的作用范围内)
  2. 友元函数和友元类会破坏类的封装性,通常情况下会定义 Get…(); Set…(); 这类接口函数对类的私有成员进行访问
  3. 类外访问私有成员用友元函数,类外访问受保护成员用友元函数或子类

1. 常函数

  • 常函数可以使用类的数据成员,但不能修改数据成员(这里说的是不能修改类的数据成员,但是常函数可以对在函数体中定义变量和形参进行修改,只是不能修改类的数据成员)
  • 构造函数和析构函数不能是常函数
  • 常函数的 this 指针是 const CStu*
  • 常对象只能调用常函数,不能调用普通函数
#include <iostream>

using namespace std;

class Test {
public:
	Test(int n, double d) :
		n(n),
		d(d)
	{ }

	void show() {
		cout << "show func:" << ++n << endl;    // 非 常函数可以正常修改类的数据成员
	}

	void func1() const {
		int i1 = 0;
		cout << "const func1: " << ++i1 << endl; // 常函数可以修改函数体内定义的变量
		cout << "const func1: " << ++n << endl;  // 报错,不可以修改
	}

	void func2() const;

private:
	int n;
	double d;
};

void Test::func2() const {
	int i2 = 0;
	cout << "const func2: " << ++i2 << endl; // 常函数可以修改函数体内定义的变量
	cout << "const func2: " << n << endl;    // 报错,不可以修改
}

int main() {
	Test test(10, 3.4);   // 实例化一个普通对象,可以调用常函数和非 常函数
	test.show();
	test.func1();
	test.func2();

	const Test t(2, 3.5); // 实例化一个常对象,只能调用常函数
	t.show(); // 报错,不能调用非常函数
	t.func1();
	t.func2();
	system("pause");
	return 0;
}

2. 内联函数

内联函数和常规函数的区别

  • 常规函数:调用时根据函数地址跳转到函数代码空间,执行指令,执行结束,再跳转到调用位置,频繁的函数调用(跳转和保护现场)给系统带来了一定的开销
  • 内联函数:在函数的声明和定义的位置同时加上 inline ,将函数定义为内联函数,只在声明位置写 inline 是不管用的,在函数编译的时候调用内联函数的位置会被相应的代码替换,运行时就避免了函数调用的跳转和保护现场给系统带来的开销

如何选择是否用内联函数

  • 内联函数与常规函数相比,它是用了相应的代码来替换掉调用,也就是每一个调用内联函数的位置都会替换为一段代码,内联函数就被复制了多份,相应的代码量也就增加了,会占用更多的程序代码区的空间,与常规函数相比,内联函数是用空间换时间,如果一个函数代码比较少,流程简单,但是调用频繁,可以考虑使用内联函数

注意

  1. 内联函数和宏函数有些类似,都是在程序编译的时候进行代码段的替换,但内联函数解决了宏函数的一些缺点,内联函数可以调试,而且内联函数可以作为类的成员函数,访问类的私有成员
  2. 即使是将函数定义为内联函数,编译器也不一定会将其作为内联函数进行编译,若函数体比较大,或者有递归之类的复杂结构,编译器一般不会将其编译为内联函数,反而对于一些函数体比较小,结构简单,调用频繁的普通函数,编译器可能将其优化为内联函数
  3. 对于函数体比较大,或者含有递归等复杂结构的函数,一般不能定义为内联函数,即使定义了编译器也不会认的,当做普通函数处理了
  4. 内联函数可以作为类的成员函数,也可以不作为成员函数单独出现
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