《C++程序設計教程》課件第3章

3.1函數(shù)重載

3.2內聯(lián)函數(shù)

3.3引用

3.4友元

3.5名空間

本章要點

練習

3.1.1重載的概念

在C中，在同一個程序中聲明兩個同名函數(shù)是一種語法錯誤。而在C++中只要函數(shù)命名了不同的參數(shù)集，就允許用同一名字定義多個函數(shù)。C++的這種能力稱為函數(shù)重載。下面就用C++中提供的重載機制來實現(xiàn)本章開始時提出的求絕對值問題。

【例3-1】演示通過重載求x的絕對值。3.1函數(shù)重載通過重載的方法只用了一個函數(shù)名Fun，分別實現(xiàn)了求long、double和int類型數(shù)的絕對值。重載的優(yōu)點包括：對于不同的數(shù)據(jù)類型完成類似的操作；對于函數(shù)名的取名，可以見名知義，消除了在同一操作中使用不同函數(shù)名稱的情況；有助于輕松理解和調試代碼；使代碼維護變得更加容易。3.1.2匹配重載函數(shù)的順序

匹配重載函數(shù)是由編譯器完成的。編譯器通過函數(shù)名和其參數(shù)類型識別重載函數(shù)。編譯器在識別時，通過參數(shù)個數(shù)、參數(shù)類型和參數(shù)的次序確定被匹配的函數(shù)，并對每一個函數(shù)的標識符進行特別編碼，以便實現(xiàn)匹配的唯一性。這一過程有教材稱為“名字改編”或“名字修飾”。在匹配重載函數(shù)時按優(yōu)先級進行，具體步驟為：先尋找是否有嚴格匹配(所謂嚴格匹配，就是同類型的匹配)，然后通過內部數(shù)據(jù)轉換尋找是否有匹配。

對于兩個內部數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能自動尋找匹配。如若有l(wèi)ong和double形參，那么0、char和shortint等的實參，都是經內部數(shù)據(jù)轉換后可匹配的參數(shù)類型。

【例3-2】演示重載函數(shù)的內部轉換匹配，通過用戶定義的轉換尋找是否有匹配。其中要注意，對于帶有const修飾的內部轉換，只適用char*轉換為constchar*；對于其他非指針類型的情況，就認為是嚴格匹配。如在下面的代碼中，由于存在兩個嚴格匹配函數(shù)而出錯，去掉任何一個都可以。3.1.3對重載函數(shù)的要求

1．重載函數(shù)具有不同參數(shù)

重載函數(shù)至少在參數(shù)類型、參數(shù)個數(shù)或者參數(shù)順序上有所不同。C++的函數(shù)如果在參數(shù)類型、參數(shù)個數(shù)、參數(shù)順序上有所不同，則認為是不同的匹配，可以進行重載。如果僅僅只有函數(shù)的返回類型不同是不夠的，重載將不能實現(xiàn)。

在C++中這樣規(guī)定的理由就是要保證對重載的匹配只是針對單獨的運算符或函數(shù)調用，而與調用環(huán)境無關。下面是不合要求的重載函數(shù)的例子。

2．函數(shù)重載要在同一作用域內

函數(shù)重載要在同一個作用域內才能實現(xiàn)。對于幾個不同作用域中的函數(shù)是無法實現(xiàn)重載的。

【例3-3】函數(shù)重載與作用域的關系。

#include<iostream.h>

voidFun(intx)

{cout<<"int:"<<x<<endl;}運行結果：

double:100

顯然Fun(100)最好的匹配應當是Fun(intx)，但是Fun(doubley)在main函數(shù)的局部作用域里，所以就優(yōu)先匹配Fun(doublex)。若去掉函數(shù)聲明，則兩個函數(shù)在同一作用域中，可實現(xiàn)重載，于是輸出int:100。

3．不要讓重載執(zhí)行不同的功能

重載的目的是：有助于輕松理解和調試代碼，使代碼維護變得更加容易，增加可讀性。因此讓重載執(zhí)行不同的功能不是好的編程風格。同名函數(shù)應該具有相同的功能。3.1.4重載的實現(xiàn)

重載可以發(fā)生在非成員函數(shù)之間，也可以發(fā)生在同一類的成員函數(shù)之間或構造函數(shù)之間?？傊?，只要函數(shù)在同一作用域內，滿足重載的要求就可以進行重載。

【例3-4】通過建一個表格類來演示在構造函數(shù)之間進行重載。

【例3-5】有兩個類：Student和Tdate類，在這兩個類中都有兩個Set，其中一個是非成員函數(shù)Set。由于作用域的不同，Student類中的Set、Tdate類中的Set和非成員函數(shù)Set之間不能重載。在同一個類中的兩個Set是重載函數(shù)。運行結果：

Thedateis2007/08/24

generalfunction

4

上面演示了重載成員函數(shù)的執(zhí)行情況。重載成員函數(shù)既可以用對象名加分量運算符來訪問，也可以用指針加分量運算符來訪問。由于類名是成員函數(shù)名的一部分，因此一個類的成員函數(shù)與另一個類的成員函數(shù)或者普通函數(shù)即使同名，也不能實現(xiàn)重載。3.1.5重載的二義性

重載無需人工參與，在重載時由系統(tǒng)自動進行參數(shù)轉換并尋找匹配。若同時出現(xiàn)多個可匹配重載函數(shù)，使得系統(tǒng)無法確定匹配哪個重載函數(shù)，我們將這種現(xiàn)象稱為二義性。

要注意轉換的二義性。對于內部自動轉換是沒有優(yōu)先級的。假如實參是int，而形參同時有l(wèi)ong和double，int既可以自動轉換為long，也可以自動轉換為double，這就出現(xiàn)了二義性。解決方法是進行顯式轉換。在Fun(1);的調用中出現(xiàn)了錯誤。數(shù)字1可以自動轉換為double型，也可以自動轉換為long型，沒有優(yōu)先級。若要明確匹配long，可用1L明示。較好的方法是進行顯式轉換。顯式轉換的方法：Fun(long(1));或Fun(double(1));。

函數(shù)可以帶默認參數(shù)，同樣，重載函數(shù)也可以帶默認參數(shù)。有了帶默認參數(shù)的函數(shù)，在給我們帶來方便的同時也帶來了二義性。如果有一組重載函數(shù)，由于它們都帶有默認參數(shù)，那么即使是有不同參數(shù)個數(shù)的函數(shù)，也有可能出現(xiàn)二義性。函數(shù)調用需要使用棧，這些工作就需要一些時間開銷。當函數(shù)體比較短小，功能簡單，又需要頻繁調用時，這種調用的系統(tǒng)開銷相對而言就較大。如果不用調用函數(shù)的方式，而直接將代碼寫入，使其按順序執(zhí)行，這樣就可以節(jié)省頻繁調用時所需的時間和空間。

3.2內聯(lián)函數(shù)在C中常用的方法是用預處理命令通過宏定義來實現(xiàn)。宏定義是命令，編譯器并不作語法檢查，它可能隱藏著危險，有時會得到錯誤的結果。例如，若有#definemultiply(x)x*x，則用y=multiply(5);可以得到y(tǒng)的值為25。若用z=multiply(2+3);，經過宏展開為2+3*2+3，z的值為11，這就出錯了。解決方法是加上括號：#definemultiply(x)(x)*(x)。在C++中，既要提高程序執(zhí)行的效率，又要減少麻煩，于是引入了內聯(lián)函數(shù)。內聯(lián)函數(shù)也稱內嵌函數(shù)，它可以提高程序的運行效率，克服宏定義所帶來的弊端。所謂內聯(lián)或內嵌，就是將一段小程序經編譯后放到程序中使其成為一體。

引入內聯(lián)函數(shù)，優(yōu)點是安全可靠、可讀性好、效率高，缺點是程序代碼比較長。3.2.1內聯(lián)函數(shù)的實現(xiàn)

1．一般內聯(lián)函數(shù)

內聯(lián)函數(shù)既可作為成員函數(shù)，也可作為非成員函數(shù)。對于非成員的內聯(lián)函數(shù)，我們稱它為一般內聯(lián)函數(shù)。例如：

inlineintFun(intx){returnx*x;} //定義內聯(lián)函數(shù)Fun

voidmain()

{inty;y=Fun(2+3);?} //y的值為25當編譯器在編譯時每遇到標有inline關鍵字的Fun函數(shù)后，就自動為它創(chuàng)建一段代碼，以便每次碰到該函數(shù)的調用都用相同的一段代碼來替換，提高效率與可讀性。

對于main中的y=Fun(2+3);語句，括號中的參數(shù)會強制完成正確的運算，同時對傳遞的參數(shù)將作類型檢查。若出現(xiàn)y=Fun(2.1+3.2f);或者y=Fun(2.1f+3.2f);的調用，馬上給出警告。因此，內聯(lián)函數(shù)既安全又可靠。要說明的一點是，內聯(lián)函數(shù)不同于其他函數(shù)，在編譯時，凡是出現(xiàn)調用內聯(lián)函數(shù)處，總是用一段代碼取代它。本例中內聯(lián)函數(shù)的使用y=Fun(2+3);等價于{intx,y;y=(x=2+3,x*x);},這樣程序運行時就可順序執(zhí)行，免去了函數(shù)調用的一切步驟，既省略了函數(shù)調用的時間開銷，又避免了錯誤。內聯(lián)函數(shù)實際上是用代碼的空間來換取時間的。過多地使用內聯(lián)函數(shù)會增加程序長度，因此不宜多用。2．內聯(lián)成員函數(shù)

在C++中要使某一成員函數(shù)成為內聯(lián)函數(shù)，有兩種方法實現(xiàn)。方法一，直接將該函數(shù)的實現(xiàn)放在類的定義中。對于只有幾行的函數(shù)，可以在類的定義體內部定義。如果一個成員函數(shù)在類定義的內部定義，那么該成員函數(shù)將自動成為內聯(lián)函數(shù)。方法二，用inline聲明。在類定義體外部的成員函數(shù)要想成為內聯(lián)函數(shù)，則必須明確地使用關鍵字inline。若要將某函數(shù)聲明為inline(內聯(lián)函數(shù))，則可在聲明或定義中加入inline，或者兩者都加入inline也可。

【例3-7】演示內聯(lián)函數(shù)的實現(xiàn)。3.2.2內聯(lián)函數(shù)的限制

內聯(lián)函數(shù)也是函數(shù)，所以要遵循函數(shù)的規(guī)則，如，內聯(lián)函數(shù)必須在被調用之前聲明或定義，且僅聲明一次。

內聯(lián)函數(shù)是為提高程序運行效率而引入的，所以內聯(lián)函數(shù)中不能含有復雜的結構控制語句。程序員若將含有復雜的結構控制語句的函數(shù)聲明為內聯(lián)函數(shù)，編譯器會自動拒絕，編譯時系統(tǒng)自動將該函數(shù)視同普通函數(shù)那樣生成函數(shù)調用代碼。也就是說，是否能真正成為內聯(lián)函數(shù)，由程序員申請，編譯器決定。內聯(lián)函數(shù)中不能定義任何靜態(tài)變量，不能說明數(shù)組。遞歸函數(shù)不能作為內聯(lián)函數(shù)。一般來說，內聯(lián)函數(shù)是1～5行的短函數(shù)，若語句較多也不要用內聯(lián)函數(shù)。語句較多編譯器不報錯，只是自動將它視為非內聯(lián)函數(shù)。3.3.1引用的概念

引用的概念就是給變量或對象取一個別名。我們現(xiàn)實生活中的人可以有別名，程序設計中的對象也可以有別名。在C++中給變量或對象取一個別名的方法稱為引用。建立引用的方法：

類型&別名=目標名;

例如：intx;int&n=x;先定義了一個整型變量x，接著給變量x取了一個別名n。

引用不是值，不占存儲空間。聲明引用時，目標的存儲狀態(tài)不會改變。因此引用只有聲明沒有定義。3.3引用3.3.2引用的操作

由于引用僅僅是對象的別名或化身，因此引用必須在聲明時初始化。這意味著從引用誕生起，它就是其他目標的別名，為別名而存在。從中也就告訴我們，若引用一個不存在的對象將是一個錯誤。

【例3-8】通過本例體會引用是別名，別名的行為就是目標的行為。#include<iostream.h>

voidmain()

{intx=3;int&a=x;

cout<<“x=”<<x<<“a=”<<a<<endl;

//引用作為目標的別名而使用

a=8;cout<<“x=”<<x<<“a=”<<a<<endl;

//對引用的改動就是對目標的改動

cout<<“&x=”<<&x<<“\t”<<“&a=”<<&a<<endl;

//引用的地址就是目標的地址

}

運行結果顯示x和a的值相同，地址也相同。3.3.3引用的利弊

也許我們正在思考這樣一個問題，好端端地為什么要多出一個引用，一個別名，別名做的事也算到原目標名的帳上，是否有點多此一舉。

1．引用的優(yōu)點

在C中，函數(shù)調用都是傳值調用，函數(shù)不能訪問調用程序中的原始變量，而只能訪問為它而創(chuàng)建的副本。由于引用是某一對象的別名，因此在函數(shù)調用中，引用傳遞的就是原來的變量或對象，而不是函數(shù)作用域內建立的變量或對象副本。引用作為參數(shù)傳遞時具有指針作為函數(shù)參數(shù)的效果。下面我們將對C++中引入引用的一些優(yōu)點作一介紹。

(1)引用具有指針的威力。引用傳遞的是原來的變量或對象，所以說引用具有指針的威力。引用具有傳值方式函數(shù)調用語法的簡單性與可讀性，但威力卻比傳值方式強。

(2)引用可以避免對象拷貝。在對象的傳遞中，為避免拷貝對象的開銷，可用引用的方式來傳遞對象。因為它僅是一個別名，不是另一個對象，不占有空間。因此引用作參數(shù)既節(jié)省空間，又節(jié)約時間。它隨目標而產生，隨目標的消亡而消亡。

(3)引用可以避免原始數(shù)據(jù)被修改。為了防止調用函數(shù)修改調用者的原始數(shù)據(jù)，可以用傳遞常量引用的方式傳遞這些數(shù)據(jù)。在C++中通常用指針傳遞要修改的參數(shù)，用引用常量的方法傳遞不要修改的參數(shù)。要想說明對常量的引用，只要把const限定符放在參數(shù)聲明的類型說明前即可。

【例3-9】演示引用的威力。#include<iostream.h>

voidmain()

{voidswap(int&,int&);

intx=5,y=6;

cout<<"beforeswap:\t"<<"x="<<x<<""<<"y="<<y<<endl;

swap(x,y);

cout<<"afterswap:\t"<<"x="<<x<<""<<"y="<<y<<endl;

}voidswap(int&u,int&v)

{inttemp;

temp=u;u=v;v=temp;

}

運行結果：

beforeswap: x=5y=6

afterswap: x=6y=5從運行結果可知，x、y的值被交換了。在voidswap(int&u,int&v)中用引用作函數(shù)參數(shù)，這就意味著只要有參數(shù)傳過來，它就是該參數(shù)的別名。因為u是x的別名，v是y的別名，對u、v的改變就是對x、y的改變。

2．引用存在的問題

任何事物都是一分為二的。在引用給我們帶來方便的同時也帶來了新的問題。下面就對可能出現(xiàn)的錯誤進行分析，以便在采用引用時權衡利弊。

(1)可能隱藏錯誤。在函數(shù)調用時，我們曾說過是拷貝調用，不用擔心參數(shù)被修改的問題。然而有了引用后問題就出來了?，F(xiàn)通過下面的代碼來體會一下危險性。

intx=6;inty=8;

swap(x,y);對于swap(x,y);調用，沒有看到被調函數(shù)原型之前，就不能確定實參x和y是否會在被調函數(shù)中被修改。請看下面的兩個函數(shù)。

若被調函數(shù)是：

voidswap(intu,intv){intt=u;u=v;v=t;}

在函數(shù)調用時，通過參數(shù)拷貝，在swap中沒有能力改變實參x和y的值，即x和y不會被交換。

若被調函數(shù)是：

voidswap(int&u,int&v) //x和y被交換

{intt=u;u=v;v=t;}在被調函數(shù)中的參數(shù)是引用，一旦接收到實參x和y，形參u和v就分別成為x和y的別名。那么對別名的改變就是對目標名的改變，實參x和y的值就可以被改變。

綜合上面的分析可知引用的危險性，即在被調函數(shù)中可能隱藏著主調函數(shù)中參數(shù)被修改的可能性。

(2)可能引起編譯錯誤。使用引用后，重載函數(shù)時可能引起編譯錯誤。從上面的分析可知，同一函數(shù)swap的調用有兩種可能的匹配方式，若兩個被調函數(shù)同時出現(xiàn)，系統(tǒng)就不知道該匹配哪一個，這就引起了編譯錯誤。voidswap(intx,inty){/*………*/}

voidswap(int&a,int&b){/*………*/}

voidmain()

{intx=6;inty=8;

swap(x,y);

}

對于swap(x,y)的函數(shù)調用，上面兩個swap函數(shù)的參數(shù)雖然一個是變量，一個是引用，但都是整型參數(shù)，是同一類型。由于不能從函數(shù)調用中判斷是值傳遞還是引用傳遞，因此無法確定swap(x,y);匹配哪一個函數(shù)。3.3.4引用規(guī)則

在建立引用時，是對同類數(shù)據(jù)類型的變量或對象的引用，不是對數(shù)據(jù)類型的引用。若一個變量聲明為Type&，引用時它必須用Type類型的變量或對象初始化，或用能轉換成Type類型的(變量或)對象初始化。例如，若有inta[8];int&b=a;則出錯，因為對整型的引用，只能用整型變量初始化，不能用數(shù)組名。數(shù)組名是地址，是常量。

(1)在引用變量或對象時可以引用一個相同數(shù)據(jù)類型的變量或對象。例如：doublex,temp;floaty;

double&t=temp; //ok

double&t=x; //error，引用不能重名

double&z=y;

//error，引用了不同類型的變量

inta;int*&q=&a; //error，不能取一個地址的別名

float&w=float; //error，不能對類型引用

float&v=8.8f; //error，變量不能作為數(shù)據(jù)的別名

若是對常量的引用，則可以用constfloat&v=8.8f，即v就是8.8的別名。

(2)在引用指針變量時可以引用一個同類型的指針變量。例如：

int*p;inta;p=&a;

int*&q=p; //ok

即使p還沒有指向也可以引用。例如：

int*p;int*&q=p; //ok

該句的語義是將int*的引用q初始化為p。雖然此時p還無指向，但也是引用的初始化。

inta=8;q=&a; //ok，對于指針變量的引用，可改變指向

由于q是p的別名，因此它們是同一個指針，現(xiàn)在q指向a，當然p也就指向a。

(3)不能建立引用數(shù)組。數(shù)組是某個數(shù)據(jù)類型元素的集合，數(shù)組名表示該集合空間的起始地址，而不是某個數(shù)據(jù)類型的變量或對象。如果有inta[8];int&b[8]=a;，則出錯。

(4)若將引用作為類的數(shù)據(jù)成員，則必須初始化。例如：3.3.5指針和引用的區(qū)別

指針和引用有相同點，同時也存在著差別，主要表現(xiàn)在如下幾個方面。第一，操作方式不同。指針是間接訪問，而引用是直接訪問。例如：int*p,a;p=&a;*p=8;通過p間接訪問a空間。intb;int&q=b;q=9;由q直接訪問b空間。第二，指針本身是一個變量，可以不初試化，而引用是別名，必須初試化；指針可以再指向其他變量，而引用一旦確立，就不能再作為其他變量的別名。3.4.1友元函數(shù)

在C++中提供了一個稱為友元的函數(shù)，該函數(shù)就是類的朋友。友元函數(shù)不是類的成員函數(shù)，而是普通的C++函數(shù)，但它可以訪問類的保護或私有成員，方便編程，提高效率。

一個普通函數(shù)可以是某類的友元，一個類的成員函數(shù)也可以是另一個類的友元，該函數(shù)就稱為友元函數(shù)。3.4友元

1．友元函數(shù)聲明

友元要在類中聲明。因為友元不是類的成員，所以它不受其所在類的聲明區(qū)域的影響，聲明時既可以放在public區(qū)，也可以放在private區(qū)或protected區(qū)，結果是一樣的。友元函數(shù)的定義必須放在類的外部，可以與該類成員函數(shù)的定義放在一起。

2．應用場合

普通函數(shù)需要訪問類的保護或私有成員時，若沒有友元機制，則只能將類的數(shù)據(jù)成員聲明為公有的，那么任何函數(shù)都可以無約束地訪問它。友元函數(shù)就是為了能在類之外訪問類的保護或私有成員，而與類建立朋友關系的函數(shù)。一般在下列三種情況下要用到友元函數(shù)：

(1)要通過重載運算符實現(xiàn)某些類型對象的運算(將在第5章中介紹)。

(2)要簡化創(chuàng)建某些類型的I/O函數(shù)的過程(將在第8章中介紹)。

(3)要將某些類型的特征進行互相關聯(lián)或比較時。

3．使用方法

首先進行友元函數(shù)聲明，然后在該類之外完成友元函數(shù)的實現(xiàn)。聲明方法是在類中按聲明一個普通函數(shù)的方法聲明函數(shù)，并在該函數(shù)的類型前標上關鍵字friend，這時函數(shù)就成了該類的友元。在友元函數(shù)的實現(xiàn)部分，函數(shù)頭不再需要加關鍵字friend，在函數(shù)體內完成所需功能。

【例3-10】若有凳子和桌子類，現(xiàn)要求比較顏色是否一樣。本例中定義有兩個全局對象，用來演示普通函數(shù)作為類的友元是如何訪問對象的保護成員的。運行結果：

DeskandBencharedifferentcolor

在本例的兩個類中，友元函數(shù)的聲明位置不同，效果是一樣的。本例實現(xiàn)了在一個普通函數(shù)中，將兩個類的顏色特征進行相互比較的功能。將普通函數(shù)Check同時聲明為Desk和Bench類的友元，那么在Check中就可以訪問這兩個類的所有成員。訪問方法如同訪問公有成員一樣，即對象名.成員。

【例3-11】教師類中的成員函數(shù)Check和Display是學生類的友元函數(shù)，它們能訪問學生的學號和課程，而教師類中的Test函數(shù)無此特權。通過本例演示一個類的成員函數(shù)作為另一個類的友元函數(shù)的實現(xiàn)方法。

#include<iostream.h>

classStudent; //Teacher用到Student類作參數(shù)，故作聲明

classTeacher

{public:運行結果：

num=203course=4.5

本例演示了聲明和定義友元函數(shù)的方法。因為教師類中有成員函數(shù)是學生類的友元函數(shù)，所以必須將Teacher類的定義放在Student類的定義之前。

在本例中又有學生類的引用作函數(shù)參數(shù)，如Teacher::Check(Student&)，因此就要在教師類的定義前加上學生類的聲明。聲明方法是：關鍵字class加上類名，如上面的classStudent;所示。

【例3-12】該例的描述中，將Teacher類的成員函數(shù)Fun聲明為Student友元，又將普通函數(shù)Display和Show聲明為Student友元。

#include<iostream.h>

classStudent; //類聲明

classTeacher

{public:

voidassignGreads(int);

voidFun(Student&a);//以Student類的引用作為形參

private:

intnoofstudent;

};運行結果：

score=78

Newscore=88

Newscoreis:88

Thescoreis:0

該例同時演示了成員函數(shù)和普通函數(shù)作為友元函數(shù)，訪問類中保護或私有成員的方法。從中也進一步得知友元函數(shù)的使用要慎重，因為它會破壞類的封裝性。

4．關于友元的說明

在聲明A類的成員函數(shù)為B類的友元時，要將A類的定義放在B類的定義之前。若A類的成員函數(shù)的參數(shù)中有C類的類型，則在A類的定義之前加上C類的聲明或C類的定義，即要實現(xiàn)可知性。友元不是成員函數(shù)，它是類的朋友。既然是朋友，它就能訪問類的全部成員。友元是單向的。如僅僅A是B的友元，則A能訪問B類的全部成員，而B卻不能訪問A類的成員。即友元關系是“給予”，而不是“索取”。

友元機制在給我們帶來好處的同時也產生了新的不足。正因為它可以訪問類的保護或私有成員，而破壞了類的封裝性。因此我們說，友元破壞了類的封裝，在使用它時，要權衡利弊。3.4.2友元類

可以將整個類聲明為另一個類的友元，該類就稱為友元類或友類。友類中的每個成員函數(shù)都可以訪問另一類中的保護或私有成員，這就減少了將所有成員函數(shù)都聲明為友元的麻煩。

【例3-13】有Leader、Teacher和Student三個類，要求實現(xiàn)Leader中的object是Teacher的友元函數(shù)，可訪問Teacher，Teacher是Student類的友類。運行結果：

score=78 //調用Student類的成員函數(shù)后得

Newscore=88 //調用Teacher類的成員函數(shù)后得

Numberofstudent35 //調用Leader類的成員函數(shù)后得

從運行結果來看，該例實現(xiàn)了有效訪問。如最后一行的輸出結果是調用Leader類的成員函數(shù)，在該成員函數(shù)中訪問了Teacher類中的private成員noofstudent。

在上面的例子中，Teacher類是Student類的友類，Teacher類中的所有成員函數(shù)都可以訪問Student類中的私有或保護成員；反之，Student類中的成員函數(shù)卻不可以訪問Teacher類中的私有或保護成員。3.4.3互為友類

若兩個類之間需要相互訪問，可以聲明互為友類。這樣兩個類中的所有成員函數(shù)就都可以互訪。這如同我們生活中的從個人朋友關系，發(fā)展到家庭之間的友誼而相互友好往來一樣。

【例3-14】教師類與學生類互為友類。教師可修改學生的成績，也可調整學時數(shù)。學生也可訪問在校生總數(shù)。運行結果：

15000

score=87

hours=110

Numberofstudent:150003.5.1概念與作用

在C++中，可以將一些對象名限制在以某一標識符命名的空間內，該被命名的空間稱為名空間。使用名空間是為了解決代碼名的重復和排斥問題。名空間機制允許我們封裝名字，否則名字可能會污染全局名空間(pollutetheglobalnamespace)。一般來說，當程序員希望自己的代碼被外部軟件開發(fā)部門使用時，才使用名空間。C++提供了一種機制，可以把相關數(shù)據(jù)、函數(shù)等組織到一個獨立的名空間里。3.5名空間3.5.2實現(xiàn)方法

名空間的實現(xiàn)方法是：

namespace標識符{所有被封裝在以該標識符命名的名空間內的名字聲明}

例如，模塊My_Newspace和You_Newspace的用戶界面可以用下面的方法聲明和使用：

//My_Newspace.h

//頭文件名

#include<iostream.h>

namespaceMy_Newspace

{classArray關鍵字namespace后面的名字My_Newspace標識了一個名空間，它獨立于全局名空間，我們可以在里面放一些希望在函數(shù)或類之外聲明(定義)的實體。名空間不改變其中聲明的意義，只改變它們的可見性。

若要定義一個對象，可以用：My_Newspace::Arrayma;You_Newspace::Arrayia;。這樣一來，ma是我公司類的對象，ia是你公司類的對象。這樣就避免了都使用相同名字Array而引發(fā)的名字沖突。

程序員希望訪問名空間內聲明的名字時不加限定修飾符，這時可以使用using指示符，使名空間內的所有聲明都可見。

using與namespace都是關鍵字。usingnamespaceMy_Newspace;的語義是將模塊My_Newspace中的所有名字統(tǒng)統(tǒng)放入全局名空間內。也就是說，所有在該名空間里聲明的名字都成為本文件的全局名字。其中要注意兩個問題：第一，被使用的名空間必須已經被聲明了，否則會引起編譯錯誤；第二，不要再聲明與已可見名字相同的全局變量。為避免沖突，using聲明還可以實現(xiàn)有選擇的可見性。3.5.3嵌套名空間

用戶聲明的名空間允許嵌套，從而成為嵌套名空間。例如：

namespaceMy_NameA

{constdoublepi=3.1416;

namespaceMy_NameB若要聲明類名字，可以用：My_NameA::My_NameB::Array。若要聲明類成員名字，可以用：voidMy_NameA::My_NameB::Array::Set。3.5.4std名空間

為了防止標準C++庫的組件污染用戶的全局名空間，所有C++庫的組件都封裝在一個被稱為std的名空間內。使用時可以先用#include<iostream>，再用using指示符，使得C++庫內在名空間std中聲明的組件對于我們的程序可見。在本例中endl已可見，可以直接使用，而cout并未可見，所以要加上空間名。若去掉usingstd::endl;聲明，要實現(xiàn)同樣的效果就得聲明如下：

#include<iostream>

voidmain()

{std::cout<<“namespace”<<std::endl;

}本例中用到了#include<iostream>。<iostream.h>與<iostream>的區(qū)別是：iostream.h是早期C++中的使用方式，這些老式的頭文件只是將標準庫定義的功能引入全局名空間，而不是把名字引入名空間std。若用戶的系統(tǒng)還不支持新方式，仍可以用老方式，只要加上?.h，同時去掉對名空間std的使用即可。3.5.5匿名名空間

在C++中可以使用不給出名字的名空間，使得在該空間內聲明的變量或函數(shù)，在其他文件中不可以訪問。例如：

//頭文件，fun.h

voidShow();

doubleFun(intc);

//實現(xiàn)文件，fun.cpp

#include“fun.h”

#include<iostream.h>intk; //定義該文件中的全局變量

namespace //匿名名空間

{doublen; //成員只能在本文件中使用，或稱文件

數(shù)據(jù)

intm=0; //文件數(shù)據(jù)

voidSet(){n=8;} //文件函數(shù)

}

voidShow(){cout<<k<<endl;}//全局函數(shù)

doubleFun(intc)

{Set(); //它只能在本文件中使用

returnn+c;對于某一文件的全局變量，在另一文件中只要對其進行擴展聲明，便可使用該變量。而若將某名字放在未命名的名空間內，那么其他文件就不能訪問它了。上例中，函數(shù)Fun()在未命名的名空間內，它只能在本文件中被訪問，不能被其他文件訪問。將某一名字的使用范圍限制在一個文件中，優(yōu)點是其他文件就可以再一次使用這個相同的名字，兩個文件相互不干擾?！?重載適用于在不同類型的函數(shù)上作不同運算而用相同名的情況。

●?C++的函數(shù)如果在參數(shù)類型、參數(shù)個數(shù)、參數(shù)順序上有所不同，則認為是不同的匹配，可以進行重載。

●?重載的目的是：更方便理解和調試代碼，使代碼維護變得更加容易，增加可讀性。

●?不要讓重載執(zhí)行不同的功能，同名函數(shù)應該具有相同的功能。

●?函數(shù)重載時要考慮到實現(xiàn)匹配的唯一性。本章要點●?內聯(lián)函數(shù)主要用來提高程序的運行效率，克服宏定義使用#define所帶來的弊端。

●?將函數(shù)的實現(xiàn)放在類的定義中，那么該成員函數(shù)將自動成為內聯(lián)函數(shù)。

●?內聯(lián)函數(shù)實際上是用空間換取時間。

●?內聯(lián)函數(shù)是1～5行的小函數(shù)，若語句較多就不要用內聯(lián)函數(shù)。

●?在C++中給變量或對象取一個別名的方法稱為引用。

●?引用不是值，不占用存儲空間，因此引用只有聲明沒有定義。●?在建立引用時，只能對同類數(shù)據(jù)類型的變量或對象進行引用。

●?引用傳遞的是原來的變量或對象，所以說引用具有指針的作用。

●引用與指針有很大的差別，指針是個變量，可以把它再指向其他地址，然而建立引用時必須初始化且不能再把它取為另一對象的別名。

●?傳遞引用不生成副本，返回引用時也不生成值的副本，可見引用對空間無要求。

●?引用可能隱藏錯誤，在使用中要引起注意。