數(shù)據(jù)的共享與保護

第九章

數(shù)據(jù)的共享與保護清華大學鄭莉?qū)W習目標掌握標識符的作用域、生存期與可見性；掌握靜態(tài)類成員的使用；掌握常引用、常對象、常成員的使用。2目錄9.1變量的生存期與作用域9.1.1對象的生存期9.1.2作用域及可見性

9.2同類對象間的數(shù)據(jù)共享——靜態(tài)成員9.2.1靜態(tài)數(shù)據(jù)成員9.2.2靜態(tài)函數(shù)成員3目錄9.3共享數(shù)據(jù)的保護9.3.1常引用9.3.2常成員9.3.3長對象49.1.1對象的生存期對象（包括簡單變量）都有誕生和消失的時刻。所謂對象的生存期就是一個對象在程序運行過程中有效存在的時間，也就是從對象的誕生到對象的消亡這段時間。不同的對象和變量具有不同的生存期，比如全局變量和靜態(tài)變量具有靜態(tài)生存期（靜態(tài)生存期與程序的運行期相同），而局部非靜態(tài)變量有動態(tài)生存期（動態(tài)生存期為對象的聲明開始點到該對象消亡處）。59.1變量的生存期與作用域例9-1：不同變量的生存期#include<iostream>usingnamespacestd;doubleCF=5.1; //全局變量具有靜態(tài)生存期

classexam{public: doubletemp; exam(doublex=0):temp(x){cout<<"constructed"<<endl;}; ~exam(){cout<<"destructed!"<<endl;}};69.1變量的生存期與作用域——9.1.1對象的生存期例9-1（續(xù)）intmain(){ intadd_num1(3),add_num2(4);//局部變量，動態(tài)生存期 voidadd(intx,inty); { examtemp(CF); //塊內(nèi)對象具有動態(tài)生存期 cout<<temp.temp<<endl; intx=3; } //對象生命結(jié)束,x變量生命也結(jié)束 add(add_num1,add_num2);}voidadd(intx,inty){ staticintz=3; //局部靜態(tài)變量，具有靜態(tài)生存期 inta=4; //函數(shù)內(nèi)部變量，具有動態(tài)生存期 cout<<"sumis"<<x+y+z+a<<endl;} 79.1變量的生存期與作用域——9.1.1對象的生存期運行結(jié)果：constructed5.1destructed!sumis14例9-1（續(xù)）9.1變量的生存期與作用域——9.1.1對象的生存期9.1.2作用域及可見性作用域是指一個標志符在程序中的有效范圍。作用域一般可以分為四個類型：一、函數(shù)原型作用域；二、局部作用域（塊作用域）；三、類作用域；四、文件作用域。函數(shù)原型作用域是指在函數(shù)原型聲明時形參的作用范圍。在函數(shù)原型中，如果有形參，則一定要包含形參的類型說明。而形參的作用范圍就在函數(shù)形參列表的左右括號之間，在程序的其他地方不能引用這個標識符，此標識符的作用域成為函數(shù)原型作用域。99.1變量的生存期與作用域9.1.2作用域及可見性（續(xù)）局部作用域是指在一個程序塊中或者某個函數(shù)體內(nèi)的作用范圍。如用大括號括起來的程序塊： { inta,b; cin>>a>>b; { intc; } }其中a，b具有第一層的塊作用域，而c在第二層的塊，因此其作用范圍在第二層的塊中，這些都可以稱為局部作用域。109.1變量的生存期與作用域9.1.2作用域及可見性（續(xù)）在類中聲明的變量和對象，因為其具有類作用域，我們需要通過“.“運算符或者域運算符“：：”來訪問。除了以上各種情況聲明的標識符具有文件作用域，這樣聲明的標識符起作用開始于聲明點，結(jié)束于文件尾。標識符的可見性是指標識符在程序中能否被引用。119.1變量的生存期與作用域9.1.2作用域及可見性（續(xù)）作用域的一般關(guān)系。作用域可見性的一般規(guī)則是：標識符要聲明在前，引用在后。在同一作用域中不能聲明同名的標識符。在沒有互相包含關(guān)系的不同的作用域中聲明的同名標識符互不影響。如果在兩個或者多個具有包含關(guān)系的作用域中聲明了同名標識符，外層的標識符在內(nèi)層不可見，或者說外層的同名標識符被隱藏了。程序中能否被引用。129.1變量的生存期與作用域例9-2：作用域與可見性#include<iostream>#include<iomanip>usingnamespacestd;intx=5,y=6; //全局變量，文件作用域

classexam{public:intx; //定義類域中的變量x，類作用域exam():x(y){cout<<"constructed"<<endl;};//沒有聲明同名變量，y可見~exam(){cout<<"destructed!"<<endl;}};139.1變量的生存期與作用域——9.1.2作用域及可見性intmain(){ cout<<setw(3)<<x<<setw(3)<<y<<endl; intx(3),y(2); //聲明同名變量x，y,此時外層x，y不可見， cout<<setw(3)<<x<<setw(3)<<y<<endl; { //程序塊 intx=10; //同名變量x，外層都不可見 cout<<setw(3)<<x<<setw(3)<<y<<endl;//沒有新聲明，y可見 } examtemp; cout<<temp.x<<endl; //類作用域，外層同名變量都不可見 voidadd(); add(); } voidadd(){ intx=4; //定義局部變量x

cout<<"sumis"<<x+y<<endl;//輸出10，x=4，y=6}149.1變量的生存期與作用域——9.1.2作用域及可見性例9-2（續(xù)）運行結(jié)果：5632102constructed6sumis10destructed!例9-2（續(xù)）9.1變量的生存期與作用域——9.1.2作用域及可見性9.2.1靜態(tài)數(shù)據(jù)成員靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是解決同一個類的不同對象之間數(shù)據(jù)和函數(shù)的共享問題。聲明靜態(tài)數(shù)據(jù)成員要采用關(guān)鍵字static。注意靜態(tài)數(shù)據(jù)成員必須在文件作用域的某個地方用類名限定符對靜態(tài)數(shù)據(jù)成員定義并初始化。169.2同類對象間的數(shù)據(jù)共享例9-3：靜態(tài)數(shù)據(jù)成員#include<iostream>#include<string>usingnamespacestd;classStudent{private: intnum; //學號 charname[20];//名字public: staticintcount; //用于計數(shù)的靜態(tài)變量 Student(){count++;}; //構(gòu)造函數(shù) Student(char*,int_num=0);//構(gòu)造函數(shù) voidGetName(); //獲取名字函數(shù) intGetNum(); //獲取學號函數(shù) ~Student(){count--;};//析構(gòu)函數(shù)};179.2同類對象間的數(shù)據(jù)共享——9.2.1靜態(tài)數(shù)據(jù)成員intStudent::count=0; //靜態(tài)變量初始化

Student::Student(char*_name,int_num){ strcpy(name,_name); num=_num; count++; } voidStudent::GetName(){ cout<<name<<endl; }

intStudent::GetNum(){ returnnum;}

189.2同類對象間的數(shù)據(jù)共享——9.2.1靜態(tài)數(shù)據(jù)成員例9-3（續(xù)）例9-3（續(xù)）intmain(){ Studentstu[2]; cout<<"thenumberofstudentsis:"<<Student::count<<endl; cout<<"thenumberofstudentsis:"<<stu[0].count<<endl; return0;}199.2同類對象間的數(shù)據(jù)共享——9.2.1靜態(tài)數(shù)據(jù)成員運行結(jié)果：thenumberofstudentsis:2thenumberofstudentsis:2例9-3（續(xù)）9.2同類對象間的數(shù)據(jù)共享——9.2.1靜態(tài)數(shù)據(jù)成員9.2.2靜態(tài)函數(shù)成員靜態(tài)函數(shù)的聲明在類中用關(guān)鍵字static聲明。靜態(tài)成員函數(shù)可以直接訪問該類的靜態(tài)數(shù)據(jù)和函數(shù)成員。而訪問非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員必須通過參數(shù)傳地方式得到對象名，然后通過對象名訪問。219.2同類對象間的數(shù)據(jù)共享例9-4：對靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的訪問#include<iostream>#include<string>usingnamespacestd;classStudent{private: intnum; //學號 charname[20];//名字public: staticintcount; //用于計數(shù)的靜態(tài)變量 Student(){count++;}; //構(gòu)造函數(shù) Student(char*,int_num=0);//構(gòu)造函數(shù) voidGetName(); //獲取名字函數(shù) intGetNum(); //獲取學號函數(shù) staticintGetCount(){returncount;}//靜態(tài)成員函數(shù) ~Student(){count--;};//析構(gòu)函數(shù)};229.2同類對象間的數(shù)據(jù)共享——9.2.2靜態(tài)函數(shù)成員intStudent::count=0; //靜態(tài)變量初始化

Student::Student(char*_name,int_num){ strcpy(name,_name); num=_num; count++; }

voidStudent::GetName(){ cout<<name<<endl; }

intStudent::GetNum(){ returnnum;}

239.2同類對象間的數(shù)據(jù)共享——9.2.2靜態(tài)函數(shù)成員例9-4（續(xù)）例9-4（續(xù)）

intmain(){ Studentstu1,stu2; cout<<"thenumberofstudentsis:"<<Student::GetCount()<<endl; return0;}

249.2同類對象間的數(shù)據(jù)共享——9.2.2靜態(tài)函數(shù)成員運行結(jié)果：thenumberofstudentsis:2例9-4（續(xù)）9.2同類對象間的數(shù)據(jù)共享——9.2.2靜態(tài)函數(shù)成員9.3.1常引用類的私有數(shù)據(jù)屬性給數(shù)據(jù)的安全提供了一定的保障，但是數(shù)據(jù)的共享必定帶來數(shù)據(jù)安全隱患，如果不小心很有可能篡改了數(shù)據(jù)，影響了數(shù)據(jù)的安全。常引用，在引用時加一個const修飾符，保證引用訪問時不更改該對象。269.3共享數(shù)據(jù)的保護例9-5：常引用#include<iostream>#include<iomanip>usingnamespacestd;intmain(){ inta,b; voidcompare(constint&x,constint&y); //比較函數(shù)的聲明 cout<<"pleaseentertwointeger:"<<endl;

cin>>a>>b; compare(a,b);}

279.3共享數(shù)據(jù)的保護——9.3.1常引用例9-5（續(xù)）voidcompare(constint&x,constint&y)//比較函數(shù)的定義{ if(x==y) { cout<<"theyareequal!"<<endl; } elseif(x>y) { cout<<"theformerisbigger"<<endl; } else { cout<<"thelasterisbigger"<<endl; }}289.3共享數(shù)據(jù)的保護——9.3.1常引用運行結(jié)果：pleaseentertwointeger:58thelasterisbigger例9-5（續(xù)）9.3共享數(shù)據(jù)的保護——9.3.1常引用9.3.2常成員類的私有數(shù)據(jù)屬性給數(shù)據(jù)的安全提供了一定的保障，但是數(shù)據(jù)的共享必定帶來數(shù)據(jù)安全隱患，如果不小心很有可能篡改了數(shù)據(jù)，影響了數(shù)據(jù)的安全。常數(shù)據(jù)成員：使用const說明的數(shù)據(jù)成員。常成員函數(shù)使用const關(guān)鍵字說明的函數(shù)。常成員函數(shù)不更新對象的數(shù)據(jù)成員。常成員函數(shù)說明格式：

類型說明符函數(shù)名（參數(shù)表）const;

這里，const是函數(shù)類型的一個組成部分，因此在實現(xiàn)部分也要帶const關(guān)鍵字。const關(guān)鍵字可以被用于參與對重載函數(shù)的區(qū)分309.3共享數(shù)據(jù)的保護例9-6：常成員數(shù)據(jù)//CircleCal.h#ifndefCircle #defineCircleclassCircleCal{private: doubleRadius; //定義半徑 constdoublePI;public: CircleCal(doubler=0):PI(3.1415)//缺省半徑值，常量的初始化 { Radius=r; }; doubleCal(); //聲明計算面積函數(shù) ~CircleCal(){};};#endif319.3共享數(shù)據(jù)的保護——9.3.2常成員例9-6（續(xù)）//CircleCal.cpp#include<iostream>#include<cmath>#include"CircleCal.h"usingnamespacestd;doubleCircleCal::Cal()//定義計算面積的值{ returnpow(Radius,2)*PI;} 329.3共享數(shù)據(jù)的保護——9.3.2常成員例9-6（續(xù)）//9_6.cpp#include<iostream>#include<iomanip>#include"CircleCal.h"usingnamespacestd;intmain(){ CircleCalR1(2.5),R2; cout<<"theaeraofR1is:" <<setw(5)<<R1.Cal()<<endl; cout<<"theaeraofR2is:" <<setw(5)<<R2.Cal()<<endl; return0;}339.3共享數(shù)據(jù)的保護——9.3.2常成員運行結(jié)果：theaeraofR1is:19.6344theaeraofR2is:0例9-6（續(xù)）9.3共享數(shù)據(jù)的保護——9.3.1常引用例9-7：常成員函數(shù)//CircleCal.h#ifndefCircle #defineCircleclassCircleCal{private: doubleRadius; //定義半徑 constdoublePI;public: CircleCal(doubler=0):PI(3.1415)//缺省半徑值，常量的初始化 { Radius=r; };doubleGetR()const;//聲明常函數(shù) doubleCal(); //聲明計算面積函數(shù) ~CircleCal(){};};#endif359.3共享數(shù)據(jù)的保護——9.3.2常成員例9-7（續(xù)）//CircleCal.cpp #include<iostream>#include<cmath>#include"CircleCal.h"usingnamespacestd;doubleCircleCal::Cal()//定義計算面積的值{ returnpow(Radius,2)*PI;} doubleCircleCal::GetR()const//定義常函數(shù)的時候不可將const省去{ Radius=3； //錯誤！不可以改變Radius的值returnRadius;}369.3共享數(shù)據(jù)的保護——9.3.2常成員例9-7（續(xù)）//9_7.cpp#include<iostream>#include<iomanip>#include"CircleCal.h"usingnamespacestd;intmain(){ CircleCalR1(2.5),R2; cout<<"theaeraofR1is:" <<setw(5)<<R1.GetR()<<endl; cout<<"theaeraofR2is:" <<setw(5)<<R2.GetR()<<endl; return0;}379.3共享數(shù)據(jù)的保護——9.3.2常成員運行結(jié)果：theaeraofR1is:2.5theaeraofR2is:0例9-7（續(xù)）9.3共享數(shù)據(jù)的保護——9.3.1常引用9.3.3常對象常對象就是對象在生存期內(nèi)不可更改的對象。常對象首先需要被初始化，然后使用，在使用過程中，常對象只能調(diào)用常成員函數(shù)，因為一切調(diào)用非常成員函數(shù)都視為危險的，即便這個非常成員函數(shù)并沒有修改成員數(shù)據(jù)。399.3共享數(shù)據(jù)的保護例9-8：常對象對函數(shù)的調(diào)用#ifndefCircle#defineCircleclassCircleCal{private: doubleRadius; //定義半徑 staticconstdoublePI;public: CircleCal(){}; CircleCal(double); doubleCal(); //聲明計算面積函數(shù) doubleGetR()const; doubleGetR(); ~CircleCal(){};};#endif409.3共享數(shù)據(jù)的保護——9.3.3常對象例9-8（續(xù)）//CircleCal.cpp#include<iostream>#include<cmath>#include"CircleCal.h"usingnamespacestd;constdoub