C++类与对象深入之静态成员与友元及内部类详解

静态成员

静态成员是指在类中被声明为静态的成员变量或静态的成员函数。静态成员不是直接属于某个对象，而是属于这个类本身。在类定义时，静态成员变量的分配空间并不会影响到对象的大小，只分配一次空间。静态成员函数不能访问非静态成员变量和非静态成员函数，只能访问静态成员变量和静态成员函数。

静态成员变量

静态成员变量是指被 static 关键字修饰的成员变量。在类定义时只声明，不定义，定义需要在类外进行。在定义时需要加上类名和分号。

class A {
public:
    static int x;
};
int A::x = 0; // 类A的静态成员变量初始化

静态成员函数

静态成员函数是指被 static 关键字修饰的成员函数。静态成员函数不需要对象实例即可访问。静态成员函数没有 this 指针。

class A {
public:
    static void func() {
        std::cout << "This is a static function!" << std::endl;
    }
};
A::func(); // 调用静态成员函数

静态成员变量的使用

静态成员变量是被类的所有实例共享的，所以它的值会在不同实例之间保持一致。可以通过 类名::静态成员变量 来访问这个静态成员变量。

class A {
public:
    static int x;
};
int main() {
    A a1, a2;
    a1.x = 100;
    std::cout << a2.x << std::endl; // 100
    std::cout << A::x << std::endl; // 100
}

静态成员函数的使用

静态成员函数不会访问对象实例，不需要 this 指针。静态成员函数可以使用类名调用。

class A {
public:
    static void func() {
        std::cout << "This is a static function!" << std::endl;
    }
};
int main() {
    A::func(); // 调用静态成员函数
}

友元

友元指的是可以访问一个类的私有成员的非成员函数，友元不是类的成员，也不是类的对象。友元可以是普通的函数、类、成员函数、等等。

友元函数

在类定义中，使用 friend 关键字来声明一个友元函数。友元函数可以访问类的私有成员。

class A {
    friend void func(); // 声明友元函数
private:
    int x;
};
void func() {
    A a;
    a.x = 100; // 访问类的私有成员
}
int main() {
    func(); // 调用友元函数
}

友元类

在类定义中，使用 friend 关键字来声明一个友元类。友元类可以访问当前类的私有成员。

class B {
    friend class A; // 声明友元类
private:
    int x;
};
class A {
public:
    void func() {
        B b;
        b.x = 100; // 访问当前类的友元类B的私有成员
    }
};
int main() {
    A a;
    a.func(); // 调用不同类的友元
}

内部类

内部类是指在一个类的内部定义的类，与外部类相比具有更高的封装性。内部类可以使用外部类的所有成员，并且外部类可以使用内部类的所有成员。

静态内部类

静态内部类指的是被 static 修饰的内部类，静态内部类的对象可以直接调用，不需要有外部类的实例。静态内部类不能访问外部类的非静态成员。

class A {
public:
    static int x;
    static class B {
    public:
        static void func() {
            std::cout << "This is a static inner class!" << std::endl;
            std::cout << "x = " << x << std::endl;
        }
    };
};
int A::x = 100;
int main() {
    A::B::func();
}

成员内部类

成员内部类指的是没有被 static 修饰，被定义在一个类的内部的类。成员内部类可以访问外部类的所有成员，包括私有成员。

class A {
public:
    int x;
    class B {
    public:
        B(A& a): a_(a) {}
        void func() {
            std::cout << "This is a member inner class!" << std::endl;
            std::cout << "x = " << a_.x << std::endl;
        }
    private:
        A& a_;
    };
};
int main() {
    A a;
    a.x = 100;
    A::B b(a);
    b.func();
}

以上就是关于C++类与对象深入之静态成员与友元及内部类详解的完整攻略，希望能够对您有所帮助。