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  • c++中类外访问一个类的私有成员

    千次阅读 2019-05-08 10:58:25
    正常来说,类外无法访问类内的private成员只能通过类内成员访问private成员在类外,无论是通过类指针还是类对象都无法直接访问类的private成员 C++类的私友成员是不能通指针操作的。 #include <...

    正常来说,类外无法访问类内的private成员,只能通过类内成员访问private成员,在类外,无论是通过类指针还是类对象都无法直接访问类中的private成员

    C++类中的私友成员是不能通指针操作的。

    #include <iostream>
    using namespace std;
    class A
    {
     int a;//private
    public :
     int b;//public
     void f1 () {cout<<a;}
     A (){a=3;b=4;c=&a;}
     int* c;

    private:

    int a;
    };
    int main()
    {
     int A::*p=&A::b;//vaild
     p=A::c;//vaild;
     p=A::a;//invaild
     return 0;

    }

    但是正常情况下,一般构造函数设置为public,成员变量设置为private,一般在类的外部,编译器调用构造函数,是可以调用的,而构造函数作为一个类内成员,可以直接访问类中的私有成员变量。并对私有成员变量进行赋值,这也就是一般创建一个对象,并给对象初始化的过程。但是如果如上图是一个指针的形式,那么这个指针作为类外的成员,不可以访问私有成员a。

     

    但是可以通过下面的方式间接地修改私有成员变量

    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    class A
    {
    public:
        A(int i = 0)
            :m_i(i)
        {}
        void print()
        {
            cout << "m_i" << this->m_i << endl;
        }
    private:
        int m_i;
    };
    
    int main(int argc, char **argv)
    {
        A a(10);
        // 初始化后的a的私有变量是10
        a.print();
    
        //可以通过指针访问a中的m_i变量
        int *pi = (int *)&a;
        cout << "a::m_i: " << *pi << endl;
    
        //通过指针更改m_i
        *pi = 11;
        //我们看到对象a中的私有变量m_i已经被改变
        a.print();
        return 0;
    }

    运行结果:

    m_i: 10
    a::m_i: 10
    m_i: 11

    在上面代码中,a对象有一个私有的数据成员m_i,原则上在类外部是不能对m_i进行访问的。但是我们可以通过地址访问对象的私有数据成员m_i。并且还对其进行了修改。运行结果也表明我们确实可以通过指针访问对象的私有成员并且可以对其进行修改。因为对象本身作为一个地址值,里面存放的只有虚函数指针和成语变量,如果没有虚函数指针那么就可以直接访问到第一个成员变量,且一个对象的大小就是这些,没有成员函数,没有static的成员变量。类的大小是虚函数表和一般的成员变量,也没有成员函数。成员函数放在代码区。

    究其原因,在C++中访问对象的数据成员,可以根据数据在对象中的偏移地址访问。C++的对象其实就是一个指针数组。这个指针数组存放的是对象的虚函数表和数据成员的地址,我们当然可以通过指针访问对象的任何成员。我想着可能是C++为了兼容C语言而留下的一些不是很安全的做法。

    也可以采用类内写一个public接口,类外通过访问这个接口操作私有变量,因类内成员可以访问private成员

    这种方式类似于构造函数设置成public,供编译器调用。

    class Test
    {
    public:
        void SetA(int _a)//接口(可以从类外设置a的值)
        {
            a = _a;
        }
        void Print()
        {
            cout << a << endl;
            cout << b << endl;
            cout << endl;
        }
    private:
        int a = 10;
        int b = 100;
    };

    int main()
    {
        Test s;
        s.Print();

        s.SetA(0);//通过接口把a设置为0;
        s.Print();

        Test* ps = &s;
        int * ps1 = ((int *)ps + 1);
        *ps1 = 0;//通过指针把b设置为0;
        s.Print();
            
        system("pause");
        return 0;
    }

    结果如下:

    è¿éåå¾çæè¿°

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  • C++中一个类成员函数调用另一个类成员的方法

    万次阅读 多人点赞 2018-10-31 23:13:01
    C++中一个类成员函数调用另一个类成员的方法主要有:的组合,友元,单例模式等,下面主要讲讲这三种方法的实现 方法1:利用的组合 组合通俗来讲就是B有A的属性,如声明一个Person,再声明一个...

    在继承之外,在C++中一个类成员函数调用另一个类成员的方法主要有:类的组合,友元类,类的前向声明,单例模式等,下面主要讲讲这4种方法的实现

    方法1:利用类的组合
    组合通俗来讲就是类B有类A的属性,如声明一个Person类,再声明一个Teacher类,Person类对象有年龄和姓名成员,而Teacher类对象成员也有年龄和姓名属性,所以我们可以将类Person的对象作为类Teacher的成员变量,那么就实现了Teacher类对象也有这两个属性。如下所示:

    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    class Person
    {
      public:
    	  Person(int _age, string _name) :age(_age), name(_name) {}
    	  ~Person() {};
    	void print() 
    	{
    		cout << name<<"	" << age  << endl;
    	}
    	private:
    		int age;
    	   string name;
    };
    class Teacher
    {
    public:
    	Teacher(Person* _person) :person(_person) {}
    	~Teacher() {};
    	void print()
    	{
    		this->person->print();
    	}
    	private:
    		Person* person;
    		
    };
    
    int main()
    {
    	Person p(40, "lisan");
    	Teacher teacher(&p);
    	teacher.print();
    	system("pause");
    	return 0;
    }
    

    方法2:友元类
    友元类就是在类A中声明一个类B,那么就称类B是类A的友元类,这时类B的对象可以访问类A的一切成员,包括私有成员。如下所示:

    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    class A
    {
    public:
    	friend class B;
    	A(int _age, string _name) :age(_age), name(_name) {}
    	~A() {};
    	void print_a()
    	{
    		cout << name << "	" << age << endl;
    	}
    private:
    	int age;
    	string name;
    };
    class B
    {
    public:
    	B() {};
    	~B() {};
    	void print_b(A& a)
    	{
    		a.print_a();
    	}
    };
    
    int main()
    {
    	A a(20,"name");
    	B b;
    	b.print_b(a);
    	system("pause");
    	return 0;
    }
    

    注意:

    1. 友元类是单向的,即类B是类A的友元类,但类A不是类B的友元类
    2. 友元类不能传递,即类B是类A的友元类,类C是类B的友元类,但类C不是类A的友元类

    3.前项声明
    使用前面两种方法,如果将两个类在不同的头文件中声明,则需要在第二个类中包含第一个类的头文件,但使用类的前向声明则不用使用#include"xxx",具体实现如下:

    代码段1:在person.h头文件
    #pragma once
    #ifndef _PERSON_H
    #define _PERSON_H
    #include <string>
    #include <iostream>
    class Person
    {
    public:
    	Person(int _age, std::string _name) :age(_age), name(_name) {}
    	~Person() {};
    	void print() const
    	{
    		std::cout << name << "	" << age << std::endl;
    	}
    private:
    	int age;
    	std::string name;
    };
    
    #endif
    
    代码段2:在teacher.h头文件中
    #pragma once
    #ifndef _TEACHER_H
    #define _TEACHER_H
    //#include "person.h"   //前两种方法
    
    class Person;  //类的前向声明
    class Teacher
    {
    public:
    	Teacher() {};
    	~Teacher() {};
    	void print(Person& person)
    	{
    		person.print();
    	}	
    };
    #endif
    
    代码段3:主文件main.cpp
    #include<iostream>
    #include "person.h"
    #include "teacher.h"
    int main()
    {
    	Person p(40, "lisan");
    	Teacher teacher;
    	teacher.print(p);
    	system("pause");
    	return 0;
    }
    

    注意:

    1. 类的前向声明只能用于定义指针、引用、以及用于函数形参的指针和引用
    2. 前向声明的类是不完全的类型,因为只进行了声明而没有定义

    前向声明的作用:

    1. 在预处理时,不需要包含#include"xxx",相对节约编译时间
    2. 方便的解决两种类类型互相使用的问题。

    4.单例模式
    单例模式是程序设计模式中最常用的模式之一,其主要思想是将类的构造函数声明为私有的防止被外部函数实例化,内部保存一个private static的类指针保存唯一的实例,实例的实现由一个public的类方法代劳,该方法返回单例类唯一的实例。
    注意:

    1. 采用单例模式的对象在进程结束才被释放。

    关于单例模式的详细内容大家可以去看单例模式的知识。下面是一个典型的单例例子:

    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    class Singleton 
    {
    public:
    	static Singleton* getInstance()
    	{
    		instance =  new Singleton();
    		return instance;
    	}
    	~Singleton() {};
    private:
    	Singleton() {};
    	static Singleton* instance;
    };
    

    下面看怎么在另一个类中使用单例模式实现成员函数的调用:

    class Singleton
    {
    public:
    	static Singleton* getInstance()
    	{
    		if (instance == nullptr)
    		{
    			instance = new Singleton();
    			return instance;
    		}
    		else
    			return  instance;
    	}
    	static void print_instance()
    	{
    		cout<<name <<" " <<age <<endl;
    	}
    	~Singleton() {};
    private:
    	Singleton() {};
    	static Singleton* instance;
    	static int age;
    	static string name;
    };
    
    int  Singleton::age = 20;
    string Singleton::name = "lisan";
    Singleton* Singleton::instance = nullptr;
    
    class A
    {
    
    public:
    	void print_a()
    	{
    		 Singleton::getInstance()->print_instance();
    	}
    
    };
    int main()
    {
    	A a;
    	a.print_a();
    	system("pause");
        return 0;
    }
    
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  • 继承之外,C++中一个类成员函数调用另一个类成员的方法主要有:的组合,友元的前向声明,单例模式等,下面主要讲讲这4种方法的实现 方法1:利用的组合 组合通俗来讲就是B有A的属性,如声明一个...

    原文:https://blog.csdn.net/qq_35721743/article/details/83592415 

    在继承之外,在C++中一个类成员函数调用另一个类成员的方法主要有:类的组合,友元类,类的前向声明,单例模式等,下面主要讲讲这4种方法的实现

    方法1:利用类的组合
    组合通俗来讲就是类B有类A的属性,如声明一个Person类,再声明一个Teacher类,Person类对象有年龄和姓名成员,而Teacher类对象成员也有年龄和姓名属性,所以我们可以将类Person的对象作为类Teacher的成员变量,那么就实现了Teacher类对象也有这两个属性。如下所示:
     

    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    class Person
    {
      public:
    	  Person(int _age, string _name) :age(_age), name(_name) {}
    	  ~Person() {};
    	void print() 
    	{
    		cout << name<<"	" << age  << endl;
    	}
    	private:
    		int age;
    	   string name;
    };
    class Teacher
    {
    public:
    	Teacher(Person* _person) :person(_person) {}
    	~Teacher() {};
    	void print()
    	{
    		this->person->print();
    	}
    	private:
    		Person* person;
    		
    };
    
    int main()
    {
    	Person p(40, "lisan");
    	Teacher teacher(&p);
    	teacher.print();
    	system("pause");
    	return 0;
    }
    

    方法2:友元类
    友元类就是在类A中声明一个类B,那么就称类B是类A的友元类,这时类B的对象可以访问类A的一切成员,包括私有成员。如下所示:

    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    class A
    {
    public:
    	friend class B;
    	A(int _age, string _name) :age(_age), name(_name) {}
    	~A() {};
    	void print_a()
    	{
    		cout << name << "	" << age << endl;
    	}
    private:
    	int age;
    	string name;
    };
    class B
    {
    public:
    	B() {};
    	~B() {};
    	void print_b(A& a)
    	{
    		a.print_a();
    	}
    };
    
    int main()
    {
    	A a(20,"name");
    	B b;
    	b.print_b(a);
    	system("pause");
    	return 0;
    }
    

    注意:

    友元类是单向的,即类B是类A的友元类,但类A不是类B的友元类
    友元类不能传递,即类B是类A的友元类,类C是类B的友元类,但类C不是类A的友元类
    3.前项声明
    使用前面两种方法,如果将两个类在不同的头文件中声明,则需要在第二个类中包含第一个类的头文件,但使用类的前向声明则不用使用#include"xxx",具体实现如下:
     

    代码段1:在person.h头文件
    #pragma once
    #ifndef _PERSON_H
    #define _PERSON_H
    #include <string>
    #include <iostream>
    class Person
    {
    public:
    	Person(int _age, std::string _name) :age(_age), name(_name) {}
    	~Person() {};
    	void print() const
    	{
    		std::cout << name << "	" << age << std::endl;
    	}
    private:
    	int age;
    	std::string name;
    };
    
    #endif
    
    代码段2:在teacher.h头文件中
    #pragma once
    #ifndef _TEACHER_H
    #define _TEACHER_H
    //#include "person.h"   //前两种方法
    
    class Person;  //类的前向声明
    class Teacher
    {
    public:
    	Teacher() {};
    	~Teacher() {};
    	void print(Person& person)
    	{
    		person.print();
    	}	
    };
    #endif
    
    代码段3:主文件main.cpp
    #include<iostream>
    #include "person.h"
    #include "teacher.h"
    int main()
    {
    	Person p(40, "lisan");
    	Teacher teacher;
    	teacher.print(p);
    	system("pause");
    	return 0;
    }
    

    注意:

    类的前向声明只能用于定义指针、引用、以及用于函数形参的指针和引用
    前向声明的类是不完全的类型,因为只进行了声明而没有定义
    前向声明的作用:

    在预处理时,不需要包含#include"xxx",相对节约编译时间
    方便的解决两种类类型互相使用的问题。
    4.单例模式
    单例模式是程序设计模式中最常用的模式之一,其主要思想是将类的构造函数声明为私有的防止被外部函数实例化,内部保存一个private static的类指针保存唯一的实例,实例的实现由一个public的类方法代劳,该方法返回单例类唯一的实例。
    注意:

    采用单例模式的对象在进程结束才被释放。
    关于单例模式的详细内容大家可以去看单例模式的知识。下面是一个典型的单例例子:

    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    class Singleton 
    {
    public:
    	static Singleton* getInstance()
    	{
    		instance =  new Singleton();
    		return instance;
    	}
    	~Singleton() {};
    private:
    	Singleton() {};
    	static Singleton* instance;
    };
    下面看怎么在另一个类中使用单例模式实现成员函数的调用:
    class Singleton
    {
    public:
    	static Singleton* getInstance()
    	{
    		if (instance == nullptr)
    		{
    			instance = new Singleton();
    			return instance;
    		}
    		else
    			return  instance;
    	}
    	static void print_instance()
    	{
    		cout<<name <<" " <<age <<endl;
    	}
    	~Singleton() {};
    private:
    	Singleton() {};
    	static Singleton* instance;
    	static int age;
    	static string name;
    };
    
    int  Singleton::age = 20;
    string Singleton::name = "lisan";
    Singleton* Singleton::instance = nullptr;
    
    class A
    {
    
    public:
    	void print_a()
    	{
    		 Singleton::getInstance()->print_instance();
    	}
    
    };
    int main()
    {
    	A a;
    	a.print_a();
    	system("pause");
        return 0;
    }
    

     

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  • C++的对象建立分为两种,一种是静态建立,如A a;... 静态建立一个类对象,是由编译器为对象栈空间分配内存,是通过直接移动栈顶指针,挪出适当的空间,然后这片内存空间上调用构造函

    原文地址:http://blog.csdn.net/szchtx/article/details/12000867


    在C++中,类的对象建立分为两种,一种是静态建立,如A a;另一种是动态建立,如A* ptr=new A;这两种方式是有区别的。

            静态建立一个类对象,是由编译器为对象在栈空间中分配内存,是通过直接移动栈顶指针,挪出适当的空间,然后在这片内存空间上调用构造函数形成一个栈对象。使用这种方法,直接调用类的构造函数。

            动态建立类对象,是使用new运算符将对象建立在堆空间中。这个过程分为两步,第一步是执行operator new()函数,在堆空间中搜索合适的内存并进行分配;第二步是调用构造函数构造对象,初始化这片内存空间。这种方法,间接调用类的构造函数。

            那么如何限制类对象只能在堆或者栈上建立呢?下面分别进行讨论。


    1、只能建立在堆上

            类对象只能建立在堆上,就是不能静态建立类对象,即不能直接调用类的构造函数。

            容易想到将构造函数设为私有。在构造函数私有之后,无法在类外部调用构造函数来构造类对象,只能使用new运算符来建立对象。然而,前面已经说过,new运算符的执行过程分为两步,C++提供new运算符的重载,其实是只允许重载operator new()函数,而operator()函数用于分配内存,无法提供构造功能。因此,这种方法不可以。

            当对象建立在栈上面时,是由编译器分配内存空间的,调用构造函数来构造栈对象。当对象使用完后,编译器会调用析构函数来释放栈对象所占的空间。编译器管理了对象的整个生命周期。如果编译器无法调用类的析构函数,情况会是怎样的呢?比如,类的析构函数是私有的,编译器无法调用析构函数来释放内存。所以,编译器在为类对象分配栈空间时,会先检查类的析构函数的访问性,其实不光是析构函数,只要是非静态的函数,编译器都会进行检查。如果类的析构函数是私有的,则编译器不会在栈空间上为类对象分配内存。

            因此,将析构函数设为私有,类对象就无法建立在栈上了。代码如下:

    1. class A  
    2. {  
    3. public:  
    4.     A(){}  
    5.     void destory(){delete this;}  
    6. private:  
    7.     ~A(){}  
    8. };  
            试着使用A a;来建立对象,编译报错,提示析构函数无法访问。这样就只能使用new操作符来建立对象,构造函数是公有的,可以直接调用。类中必须提供一个destory函数,来进行内存空间的释放。类对象使用完成后,必须调用destory函数。

            上述方法的一个缺点就是,无法解决继承问题。如果A作为其它类的基类,则析构函数通常要设为virtual,然后在子类重写,以实现多态。因此析构函数不能设为private。还好C++提供了第三种访问控制,protected。将析构函数设为protected可以有效解决这个问题,类外无法访问protected成员,子类则可以访问。

            另一个问题是,类的使用很不方便,使用new建立对象,却使用destory函数释放对象,而不是使用delete。(使用delete会报错,因为delete对象的指针,会调用对象的析构函数,而析构函数类外不可访问)这种使用方式比较怪异。为了统一,可以将构造函数设为protected,然后提供一个public的static函数来完成构造,这样不使用new,而是使用一个函数来构造,使用一个函数来析构。代码如下,类似于单例模式:

    1. class A  
    2. {  
    3. protected:  
    4.     A(){}  
    5.     ~A(){}  
    6. public:  
    7.     static A* create()  
    8.     {  
    9.         return new A();  
    10.     }  
    11.     void destory()  
    12.     {  
    13.         delete this;  
    14.     }  
    15. };  
            这样,调用create()函数在堆上创建类A对象,调用destory()函数释放内存。


    2、只能建立在栈上

            只有使用new运算符,对象才会建立在堆上,因此,只要禁用new运算符就可以实现类对象只能建立在栈上。将operator new()设为私有即可。代码如下:

    1. class A  
    2. {  
    3. private:  
    4.     void* operator new(size_t t){}     // 注意函数的第一个参数和返回值都是固定的  
    5.     void operator delete(void* ptr){} // 重载了new就需要重载delete  
    6. public:  
    7.     A(){}  
    8.     ~A(){}  
    9. }; 


    补充:2 在C++中如何限制一个类对象只在栈上分配?
    重载类的new操作符,使重载后的new操作符的功能为空。这样就使外层程序无法在堆上分配对象,只可以在栈上分配。

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在类中下面哪一个成员只能在