实验三--类和对象(三).doc

实验三 类与对象㈢——静态成员、常量成员、友元、对象成员 一、实验目的 1．理解静态数据成员、静态成员函数的作用，熟悉其应用； 2．理解常量对象、常量数据成员、常量成员函数作用，熟悉相互关系及应用； 3．熟悉友元函数、友元类的定义及应用； 4．熟悉对象成员（容器类）的应用； 5．进一步熟悉类与对象的应用及编程。 二、实验学时 课内实验：2课时 课外练习：2课时 三 本实验涉及的新知识 ㈠ 静态成员 静态成员分为静态数据成员及静态成员函数。 1．静态数据成员 ⑴ 静态数据成员的定义（类中定义） 格式： static 类型 数据成员名表； ⑵ 静态数据成员的作用 静态数据成员在一个类中只有一个拷贝，属于一个类（或者说属于类的第一个对象），所有对象都共享静态成员。 静态数据成员是连接各个对象的桥梁，可用来取代全局变量，主要用于各个对象都共享的公用数据，如：总数的统计、平均数等。 ⑶ 说明 ① 静态数据成员可以说明为公有成员、私有成员或保护成员，但一般不说明为公有成员； ② 静态数据成员同其它数据成员一样，不能在类中进行初始化（不分配内存空间）； ③ 静态数据成员由于属于类（不依赖任何对象），应在程序开始运行时即生成，必须在任何函数之外进行初始化操作； 格式： 类型 类名::静态数据成员=初值； ④ 使用静态数据成员取代全局变量，使数据更为安全； ⑤ 当在类中需要共享某一数据成员时通常定义为静态数据成员； ⑥ 静态数据成员与静态对象是两个完全不同的概念，前者（静态数据成员）是在类中定义的，是类的所有对象共享的数据成员，而后者（静态对象）是指对象存储在静态存储区。 2．静态成员函数 ⑴ 静态成员函数的定义 静态成员函数是在定义类的成员函数时，在成员函数名前加上static。 ⑵ 静态成员函数的调用方法 ① 用类名调用 格式： 类名::静态成员函数名（实参表）； ② 用对象调用 格式： 对象名.静态成员函数名（实参表）； ⑶ 说明 ① 静态成员函数可以在类内部定义（必须加上static），也可在类外定义，即在类体内声明，在类体外定义，定义时与普通成员函数相同； ② 静态成员函数无this指针（this指针属于某一对象，静态成员属于一个类），只能访问静态数据成员，不能访问普通数据成员，因此静态成员函数专门用来访问静态数据成员； ③ 当在类中定义有静态数据成员时，通常应定义静态成员函数来访问静态数据成员。 ㈡ 常量成员函数、常量数据成员及常量对象 在C++中可以用const定义常量对象（也称为常对象）、常量成员函数（也称为常成员函数）、常量数据成员（也称为常数据成员）。 1．常量成员函数的定义 ⑴ 在类中定义： 返回类型 成员函数名(参数表) const { 函数体 } ⑵ 在类外定义 类中声明： 返回类型 成员函数名(参数表) const ； 类外定义： 返回类型 类名::成员函数名(参数表) const { 函数体 } 2．常量数据成员的定义 定义格式： const 数据类型 成员名 或： 数据类型 const 成员名 3．常量对象的定义 定义格式： 类名 const 对象名表； 或： const 类名 对象名表 4．说明 ⑴ 常量对象只能在定义时初始化，其数据成员的值不能改变。 ⑵ 常量对象只能调用常量成员函数，不能调用普通成员函数；而普通对象既可调用普通成员函数，也可以调用常量成员函数。 ⑶ 普通成员函数可以访问本类的常量成员函数，而常量成员函数不能访问本类的普通成员函数。 ⑷ 常量成员函数与普通成员函数同名时，构成函数的重载，其参数类型和个数可以相同，而用const加以区分。 ⑸ 常量数据成员必须在构造函数中通过初始化列表进行初始化，初始化后值不能改变。 ⑹ 常量数据成员及成员函数隶属于某一对象（与静态数据成员的差异）。 ㈢ 友元 1．友元的概念 在C++中提供了一种类以外的函数访问类的私有成员、保护成员的方法，即将这些函数定义为类的友元。 2．友元的种类及应用 ⑴ 友元函数 定义方法：在类中进行声明时，在声明的前面加上friend。 说明： ① 友元函数不是类的成员函数，除非确因成员函数使用频繁，需要提高程序的执行效率而定义为友元函数外，一般不要定义。 ② 友元函数可以访问对象的私有成员和保护成员，只是在类中声明时加上friend，但它不是成员函数，定义时不能在函数名前加上“类名::”。 ③ 友元函数无this指针，一般至少应带有一个入口参数，通过入口参数传递的对象名来引用该对象的成员。 ④ 友元函数主要用于运算符的重载。 ⑵ 友元成员 友元成员是指一个类的成员函数可以是另一个类的友友元函数，这样就可以通过一个类的成员函数访问另一个类的私有成员或保