类和对象之再体验-------const&内联&静态成员&友元

一  const修饰成员函数

先看下我们之前对const的了解  



在成员函数后面加const，const修饰this指针所指向的对象，也就是保证调用这个const成员函数的对象在函数内不会改变





const对象不能掉非const成员函数（对象本来不能改，调非const可以改权限放大不可以），const对象可以调const成员函数

非const对象可以调const成员函数（权限缩小可以），非const对象可以调非const成员函数

const成员函数内可以调用其他的const成员函数，但不能调非const成员函数（权限被放大，不可以）

非const成员函数内可以调用其他的非const成员函数，也可以调用其他的const成员函数（权限放小，可以）



二 内联函数inline

定义：被inline修饰的函数叫做内联函数，编译时编译器会在调用内联函数的地方展开（展开的是指令，并不是代码），没有函数压栈的开销，内敛函数是提升程序运行效率。

1.inline是一种以空间换取时间的做法，省去调用函数的栈帧开销，所以如果代码很长或者有循环/递归的函数不适宜使用内联

2.inline对于编译器只是一个建议，编译器会自动优化，如果定义为inline的函数体内有循环/递归，编译器会自动优化掉内联

3.inline必须和函数定义放在一起，才能成为内联函数，仅将inline放在声明前是不起作用

4.定义在类内的成员函数默认定义为内联函数

在c语言学习时我们也接触到宏，宏也省去了函数调用栈帧的开销，提高了效率。

我们先来回顾以下宏:优点1.增强代码复用性  2.提高性能

                                缺点：1.不方便调试宏（预编译阶段进行了替换）2.没有类型安全的检查3.代码膨胀

                                           4.导致代码可读性差，可维护性差，容易误用

宏和普通函数调用的区别：

1.宏只做简单的字符串替换，函数是参数传递，所以必然有参数类型检查

2.宏不经过计算直接替换参数，函数调用则是将参数表达式求值再传递给形参

3宏在编译前进行，即先替换再编译，而函数是编译后在执行时才调用。宏占编译时间，而函数占执行时间

4.函数调用需要保留现场，然后转入调用函数执行，执行完毕后继续返回主调函数，这些耗费在宏中是没有的

5.宏参数不占空间因为只做字符串替换，而函数调用时参数传递是变量之间的传递，形参作为局部变量占用内存空间

宏和内联函数的异同：

同：宏和内联函数都可以节省在函数调用方面的时间，和空间开销，都是提高效率

异：1.在使用时宏只做简单的字符串替换，而内联函数可以进行参数类型的检查，且具有返回值

       2.内联函数首先是函数，函数的许多性质都适用于内联函数

       3.内联函数可以作为某个类的成员函数，这样可以使用类的保护成员和私有成员

       4.内联函数展开的是指令，而不是语句，在debug不展开，在release展开。因此内联函数可以调试，宏不可以

看下面几个易错的面试题



看如上代码用宏实现了一个交换功能，而且结果也没有问题，继续往下看



这时为什么呢，宏在一个域内展开了两次，tmp被多次初始话。继续往下看，



这又是为什莫错了，因为if控制后面一句，宏展开成了三句，因此错了。思考如何改正，见下图，给宏加上{}，表示一个新的域



最标准应该如此实现



写一个宏函数实现相加，如下图不能去掉括号否则出错



三  友元

在C++中友元函数允许在类外访问类中的任何成员，就像成员函数一样，友元函数用关键字friend说明

1.友元函数不是类的成员函数

2.友元函数可以通过对象访问所有成员，私有和保护成员也一样（谁想访问，就把谁定义为友元）



    友元一定程度上破坏了类的封装性。友元不宜多用         

输入输出运算符重载实现，能不能实现成类成员函数。可以是可以不过调用的时候必须是d<<cout,行为不符合可读性，

定义成成员函数，输出时是”d<<cout“对象在前面，原因是因为this指针占据了第一个参数，而类成员函数第一个参数都是this，因此输入输出运算符不能定义为成员函数，而应定义成类外全局函数，但是在类外又访问不了类的私有成员变量，因此借助友元。上述两种实现都实现如下





四  类的静态成员

1.类里面static修饰的成员（成员函数，成员变量），称为静态成员

2.类的静态成员属于类，不属于某一对象，为所有对象所共享

（1）静态成员变量

     1.1静态成员变量属于类，普通数据成员属于某一对象

     1.2在类中不给静态数据成员（静态成员变量）分配内存空间

     1.3静态数据成员（静态成员变量）不能再类中进行初始化，再类内仅仅是声明（不分配空间），在类外进行定义和初始化

     1.4静态数据成员（静态成员变量）与静态变量一样，是在编译时创建并初始化，它在该类的任何对象被建立之前就存在。

      1.5私有静态数据成员不能被类外部函数访问，也不能用对象进行访问

（2）静态成员函数

        2.1 定义格式：static 返回值类型  静态成员函数名 （实参表）

        2.2公有静态成员函数的访问格式：

               1.类名：：静态成员函数名（因为没有this指针）

               2.对象.静态成员函数名

               3.对象指针->静态成员函数名

        2.3静态成员函数可以定义为类内，也可以定义在类外。（类外定义时不需要加static前缀）

       2.4在一般的成员函数中，都隐含一个this指针，都指向对象自身，而静态成员函数中是没有this指针参数的 （因此不能访问               非静态成员变量和非静态成员函数）而非静态的成员函数可以访问静态成员 （静态成员属于类）        #include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:Date(int year = 0, int month = 0, int day = 0)//构造
{
// cout << " Date()" << endl;
count++;
}
void Print()
{
cout << _year << " " << _month << " " << _day << endl;
}
static void Printcount()
{
cout << "count " << count << endl;
}
public:
int _year; //声明
int _month;//声明
int _day;//声明
static int count;//静态区 声明

};
int Date:: count = 0;//定义静态变量并初始化
int main()
{

Date d1(2017,10,9);//对象才定义出来年月日
cout << sizeof(d1) << endl;//12
cout << sizeof(Date) << endl;//12
d1.Printcount();//访问静态成员函数
Date::Printcount();//访问静态成员函数
cout << d1.count << endl;//访问成员变量
cout << Date::count << endl;//访问成员变量
system("pause");
return 0;
}
   3.  由上图可知类的大小是只算类成员变量，不算静态成员变量，静态成员变量属于类不属于某个对象