22 内部类
22.1 内部类的概念
如果一个类定义在另一个类的内部，这个类就叫做内部类。内部类是一个独立的类，它不属于外部类，更不能通过外部类的对象去访问内部类的成员，外部类对内部类没有任何优越的访问权限，也就是说它和定义在一个全局的类没有什么区别，只是受外部类的类域限制。
例：
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
private:
int h;
public:
class B
{
private:
int b;
};
};
int main()
{
//B bb; //错误代码
A::B bb;//B受A的类域限制
return 0;
}
22.2 内部类的特性
- 内部类天生就是外部类的友元，即内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类中的所有成员。但是外部类不是内部类的友元。
例：
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
private:
static int k;
int h;
public:
class B // B天生就是A的友元
{
public:
void foo(const A& a)
{
//B可以访问A的私有成员
cout << k << endl;//OK
cout << a.h << endl;//OK
}
};
};
int A::k = 1;
int main()
{
A::B b;
b.foo(A());
return 0;
}
运行结果：
内部类可以定义在外部类的
public、protected、和private也就是任何位置。sizeof（外部类）= 外部类，和内部类没有任何关系。
例：
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
private:
int h;
public:
class B
{
private:
int b;
};
};
int main()
{
A aa;
cout << sizeof(aa) << endl;
return 0;
}
运行结果：
23 匿名对象
23.1 匿名对象的引入及特性
以往我们调用成员函数的时候，通常的做法是会先定义一个对象，然后再通过这个对象去调用函数，但是有些时候比如我们在做题目，某个函数只需要被调用一次就可以了，如果定义一个对象才能调用就有些麻烦了，这个时候我们就可以通过匿名对象来对函数进行调用。
以往我们说不能用A aa1();这样的方式来定义对象，因为编译器无法识别这是一个函数声明，还是对象定义。
定义匿名对象的方式和上面的方式类似，但是它不用取名字，而且匿名对象的生命周期只在它出现的那一行。
例：
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
A(int a = 0)
:_a(a)
{
cout << "A(int a)" << endl;
}
~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
private:
int _a;
};
class Solution {
public:
int Sum_Solution(int n) {
//...
return n;
}
};
int main()
{
A();
cout << "-----" << endl;
cout << Solution().Sum_Solution(10) << endl;
return 0;
}
运行结果：
从输出结果可以看到，27行的时候定义了一个匿名对象，到了28行后它就自动调用了析构函数。
除此之外，29行还展示了匿名对象的应用场景，即对于那些需要通过对象来调用函数但对象本身并不重要的情况，就可以通过匿名对象进行调用。当然还有一些其他使用场景，这个等以后遇到再说。
23 编译器对拷贝对象时的一些优化
在传参和传返回值的过程中，为减少对象的拷贝，通常编译器会对以下场景做一些优化：
23.1 连续构造和拷贝构造时的优化
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
A(int a = 0)
:_a(a)
{
cout << "A(int a)" << endl;
}
A(const A& aa)
:_a(aa._a)
{
cout << "A(const A& aa)" << endl;
}
A& operator=(const A& aa)
{
cout << "A& operator=(const A& aa)" << endl;
if (this != &aa)
{
_a = aa._a;
}
return *this;
}
~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
A aa1 = 1;//构造+拷贝构造
return 0;
}
运行结果：
从输出结果可以看到，35行代码本来应该涉及一个构造和一个拷贝构造，但被编译器优化后只涉及一个构造。
23.2 参数类型为引用时的优化
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
A(int a = 0)
:_a(a)
{
cout << "A(int a)" << endl;
}
A(const A& aa)
:_a(aa._a)
{
cout << "A(const A& aa)" << endl;
}
A& operator=(const A& aa)
{
cout << "A& operator=(const A& aa)" << endl;
if (this != &aa)
{
_a = aa._a;
}
return *this;
}
~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
private:
int _a;
};
void Fun2(const A& aa)
{
}
int main()
{
A aa1 = 1;
cout << "-----" << endl;
Fun2(aa1);//aa只是aa1的别名，无优化
cout << "-----" << endl;
Fun2(2);//构造一个临时变量后给别名，无优化
cout << "-----" << endl;
Fun2(A(3));//
return 0;
}
运行结果：
从输出结果可以看到， 当函数参数类型为引用时，因为形参只是实参的一个别名，所以不需要做任何优化。
结论：尽量使用const &传参。
23.3 传值返回时的优化
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
A(int a = 0)
:_a(a)
{
cout << "A(int a)" << endl;
}
A(const A& aa)
:_a(aa._a)
{
cout << "A(const A& aa)" << endl;
}
A& operator=(const A& aa)
{
cout << "A& operator=(const A& aa)" << endl;
if (this != &aa)
{
_a = aa._a;
}
return *this;
}
~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
private:
int _a;
};
void Fun1(A aa)
{
}
void Fun2(const A& aa)
{
}
A Fun3()
{
A aa;//构造
return aa;//拷贝构造
}
A Fun4()
{
return A();
}
int main()
{
A aa1 = 1;
cout << "-----" << endl;
Fun3();//无优化
cout << "-----" << endl;
A aa2 = Fun3();//本来应该是一个构造，两个拷贝构造，但被编译器优化为一个构造和一个拷贝构造
cout << "-----" << endl;
Fun4();//构造+拷贝构造->优化为直接构造
A aa3 = Fun4();//构造+拷贝构造+拷贝构造->优化为直接构造
cout << "-----" << endl;
return 0;
}
运行结果：
从输出结果可以看到，51行代码本来应该涉及一个构造和两个拷贝构造，但被编译器优化为和49行代码一样，只涉及一个构造和一个拷贝构造。除此之外，58行代码直接返回一个匿名对象时，本来应该涉及一个构造和两个拷贝构造，但被编译器优化后，只涉及一个构造。
需要注意的是，下面这种情况无法优化：
A aa1;
aa1 = Fun4();
原因在于，和A aa3 = Fun4();相比，aa1 = Fun4();还涉及到赋值运算符的重载，这将干扰优化的进行。
结论：
- 接收返回值对象，尽量以拷贝构造的方式接收，不要赋值接收。
- 函数中返回对象时，尽量返回匿名对象。
