C++类与对象（下）--最后的收尾

news2024/12/25 9:18:36

在这里插入图片描述

内部类

• 如果⼀个类定义在另⼀个类的内部，这个内部类就叫做内部类。内部类是⼀个独⽴的类，跟定义在全局相⽐，他只是受外部类类域限制和访问限定符限制，所以外部类定义的对象中不包含内部类。

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
private:
static int _k;
int _h = 1;
public:
class B // B默认就是A的友元
{
public:
void foo(const A& a)
{
cout << _k << endl; //OK
cout << a._h << endl; //OK
}
};
};
int A::_k = 1;
int main()
{
cout << sizeof(A) << endl;
A::B b;
A aa;
b.foo(aa);
return 0;
}

我们来计算一下对象A的大小：
在这里插入图片描述
static修饰的成员变量，也就是静态成员变量并没有存储在空间里面，所以只算了int _h = 1;的大小，但是B不算，因为内部类不是附属关系，只是说B的类域受到了A的限制

这里还要再说明的是，也会受到访问限定符的限制，如果把class B前面的public换成private也就会报错

• 内部类默认是外部类的友元类。

看上面的代码，也就是说B可以访问A的私有成员

• 内部类本质也是⼀种封装，当A类跟B类紧密关联，A类实现出来主要就是给B类使⽤，那么可以考虑把A类设计为B的内部类，如果放到private/protected位置，那么A类就是B类的专属内部类，其他地⽅都⽤不了。

总的来说，C++不喜欢用内部类，用的也不是很多，但是JAVA会用的比较多

再来回顾上次做过的一道OJ题

求1+2+3+…+n

描述

求1+2+3+…+n，要求不能使用乘除法、for、while、if、else、switch、case等关键字及条件判断语句（A?B:C）。

数据范围： 0<n≤2000<n≤200
进阶：空间复杂度 O(1)O(1) ，时间复杂度 O(n)O(n)

示例1：

输入：
5

返回值：
15

示例2

输入：
1

返回值：
1

用内部类的情况下可以这样做：

class Solution {
// 内部类
class Sum
{
public:
Sum()
{
_ret += _i;
++_i;
}
};
static int _i;
static int _ret;
public:
int Sum_Solution(int n) {
// 变⻓数组
Sum arr[n];
return _ret;
}
};
int Solution::_i = 1;
int Solution::_ret = 0;

匿名对象

这是相当重要的知识，后续的学习还是非常常见的

• ⽤类型(实参) 定义出来的对象叫做匿名对象，相⽐之前我们定义的类型对象名(实参) 定义出来的叫有名对象。

来看示例：

//有名对象，生命周期在main函数结束以后
A aa1(1);
A aa2;
//匿名对象
A(1);
A();//无参的时候必须要加括号，否则无法区分，而且匿名对象的生命周期只有一行

• 匿名对象⽣命周期只在当前⼀⾏，⼀般临时定义⼀个对象当前⽤⼀下即可，就可以定义匿名对象。

匿名对象的应用场景

1）调用构造函数的时候，减少代码的书写量：

Solution s1;
cout << s1.Sum_Solution(10) << endl;
//优化后的代码
cout << Solution().Sum_Solution(10) << endl;

2)匿名对象能否被引用？

答案是可以。匿名对象和临时对象一样也具有常性

正确的书写形式如下：

const A & r=A();

和临时对象不一样的是，匿名对象的生命周期被延长了。

试想一下：

如果用完了，就销毁，那么引用的意义何在？引用不就成了野引用，这里的匿名对象的生命周期取决于引用的生命周期，也就是main函数结束之后再析构

打个比方来说：

匿名对象特别像一次性筷子，但是要去露营了，三天的时间外面没有换筷子的地方，所以也就将就着用了，它的生命周期也取决于编译器

对象拷⻉时的编译器优化

•现代编译器会为了尽可能提⾼程序的效率，在不影响正确性的情况下会尽可能减少⼀些传参和传返回值的过程中可以省略的拷⻉。

代码如下：

A f2()
{
A aa;
return aa;
}
int main()
{
    A aa2=f2();
    cout<<endl;
	return 0;
}

逻辑图如下：
在这里插入图片描述
进程地址图如下：

这里编译器会觉得有些浪费，两次拷贝构造会浪费空间

在VS2019会有第一次优化：
在这里插入图片描述
直接让aa拷贝构造给aa2

如果关闭优化呢？

情况如下：
在这里插入图片描述
代码：

A f2()
{
A aa;
return aa;
}
int main()
{
// 传值传参
A aa1;
f1(aa1);
cout << endl;
// 隐式类型，连续构造+拷⻉构造->优化为直接构造
f1(1);
// ⼀个表达式中，连续构造+拷⻉构造->优化为⼀个构造
f1(A(2));
cout << endl;
// 传值返回
// 返回时⼀个表达式中，连续拷⻉构造+拷⻉构造->优化⼀个拷⻉构造 （vs2019 debug）
// ⼀些编译器会优化得更厉害，进⾏跨⾏合并优化，直接变为构造。（vs2022 debug）
f2();
cout << endl;
// 返回时⼀个表达式中，连续拷⻉构造+拷⻉构造->优化⼀个拷⻉构造 （vs2019 debug）
// ⼀些编译器会优化得更厉害，进⾏跨⾏合并优化，直接变为构造。（vs2022 debug）
A aa2 = f2();
cout << endl;
// ⼀个表达式中，连续拷⻉构造+赋值重载->⽆法优化
aa1 = f2();
cout << endl;
return 0;
}