高程 | 数据的共享与保护（c++）

📚标识符的作用域与可见性

🐇作用域

• 作用域是一个标识符在程序正文中有效的区域。
• ⭐️函数原型作用域
  • 是C++程序中最小的作用域。
  • 在函数原型声明时形参的作用范围就是函数原型的作用域。
  • double area (double radius) //标识符radius的作用在area形参列表的左右括号之间。
• ⭐️局部作用域
  • 函数形参列表中形参的作用域，从形参列表中的声明处开始，到整个函数体结束之处为止；
  • 函数体内声明的变量，其作用域从声明处开始，一直到声明所在的块结束的大括号为止；
  • 具有局部作用域的变量也称为局部变量。
• ⭐️类作用域
  • 类可以被看成是一组有名成员的集合，类X的成员m具有类作用域，对m的访问方式有三种
    • 如果X的成员函数中没有声明同名的局部作用域标识符，那么在该函数内可直接访问成员m；
    • 通过表达式 x.m或X::m。这是程序中访问对象成员的最基本方法；
    • 通过 ptr->m这样的表达式，其中ptr为指向X类的一个对象的指针。
• ⭐️命名空间作用域：具有命名空间作用域的变量也称全局变量。

🐇可见性

• 程序运行到某一点，能够引用到的标识符，就是该处可见的标识符。
• 可见性规则
  • 声明在前，使用在后。
  • 同一作用域中，不能声明同名的标识符。
  • 在没有互相包含关系的不同作用域中声明的同名标识符互不影响。
  • 在两个或多个具有包含关系的作用域中声明同名标识符，则外层标识符在内层不可见。
    

📚对象的生存期

🐇静态生存期

• 如果对象的生存期与程序运行期相同，则称它具有静态生存期。
  • 在命名空间作用域中声明的对象都具有静态生存期。
  • 如果要在函数内部作用域中声明具有静态生存期的对象要用关键字static。
  • 局部作用域中静态变量特点：不会随着每次函数调用而产生一个副本，也不会随着函数返回而失效。

🐇动态生存期

• 除了上述两种情况，其余对象都具有动态生存期。
• 在局部作用域中声明具有动态生存期的对象，也称局部生存期对象。
• 局部生存期对象诞生于声明点，结束于声明所在的块执行完毕之时。

📚类的静态成员

• 类的静态成员用来解决一个类的不同对象之间数据和函数共享问题。

🐇静态数据成员

• 若某个属性为整个类所共有，不属于任何一个具体对象，则采用static关键字来声明为静态成员。
• 类属性是描述类的所有对象共同特征的一个数据项，对于任何对象实例，它的属性值是相同的。
• 静态数据成员具有静态生存期。
• 由于静态数据成员不属于任何一个对象，因此可通过类名对它进行访问，类名::标识符。
• 之所以类的静态数据成员需要在类定义之外再加定义，是因为需要以这种方式专门为它们分配空间。非静态数据成员无须以此方式定义，因为它们的空间是与它们所属对象的空间同时分配的。

🐇静态函数成员

• 使用static关键字声明的函数成员。
• 静态函数成员可以通过类名或对象名来调用，而非静态成员函数只能通过对象名来调用（一般习惯于通过类名调用。即使通过对象名调用，起作用的也只是对象的类型信息，与使用的具体对象无关）。
• 静态成员函数可以直接访问该类的静态数据和函数成员。而访问非静态成员，必须通过对象名。

📚类的友元

• 友元关系提供了不同类或对象的成员函数之间、类的成员函数与一般函数之间进行数据共享的机制。
• 在一个类中，可以利用关键字friend将其他函数或类声明为友元。
• 如果友元是一般函数或类的成员函数，称为友元函数；如果友元是一个类，则称为友元类，友元类的所有成员函数都自动成为友元函数。
• 友元函数
  • 是在类中用关键字friend修饰的非成员函数。
  • 虽然不是本类的成员函数，但是在它的函数体中可以通过对象名访问类的私有和保护成员。
• 友元类
  • 若A类为B类的友元类，则A类的所有成员函数都是B类的友元函数，都可以访问B类的私有和保护成员。
• ⚠️注意
  • 友元关系不能传递
  • 友元关系是单向的
  • 友元关系不被继承

📚共享数据的保护

• 常对象
  • 它的数据成员值在对象的整个生存期内不能被改变。即：常对象必须进行初始化，而且不能被更新。
  • 声明常对象： const 类型说明符 对象名；
• 用const修饰的类成员
  • ⭐️常成员函数：类型说明符 函数名 （参数表）const；
    • const是函数类型的一个组成部分，因此在函数的定义部分也要带const关键字。
    • 如果将一个对象说明为常对象，则通过该常对象只能调用它的常成员函数，而不能调用其他函数。
    • 无论是否通过常对象调用常成员函数，在常成员函数调用期间目的对象都被视为常对象，因此常成员函数不能更新目的对象的数据成员，也不能针对目的对象调用该类中没有用const修饰的成员函数。
      
  • ⭐️常数据成员：构造函数对该数据成员进行初始化，就只能通过初始化列表。
  • ⭐️常引用
    • 在声明引用时用const修饰，常引用所引用的对象不能被更新。
    • const 类型说明符 &引用名；
    • 非const的引用只能绑定到普通对象；但常引用可以绑定到（非）常对象，无论绑定哪一种引用后只能把对象当常对象。