C++语言程序设计第五版 - 郑莉（第五章课后习题）

第5章数据的共享与保护

5-7定义一个Cat类，拥有静态数据成员 numOfCats，记录Cat的个体数目；静态成员函数getNumOfCats()，读取numOfCats。设计程序测试这个类，体会静态数据成员和静态成员函数的用法。

#include<iostream>
using namespace std;class cat{public:cat(){numOfCats++;}static int getNumOfCats(){return numOfCats;}~cat(){numOfCats--;}private:static int numOfCats;
};
int cat::numOfCats = 0;  //类的静态成员变量必须在类外进行初始化void numprintf()
{cout<<"There are "<<cat::getNumOfCats()<<" cats alive!"<<endl;
}int main()
{cat a;cat b;cat c;numprintf();cat *t1,*t2;t1=new cat();t2=new cat();numprintf();delete t1;numprintf();return 0;
}

注：静态数据成员numOfCats用来给cat类的对象个数进行计数，其被cat类的所有对象共同维护和使用，数据共享。

在类外可通过“类名::静态数据成员标识符”调用静态数据成员，而且类的静态成员变量必须在类外进行初始化，不能在类内进行初始化。

5-11 在一个文件中定义一个全局变量n，主函数main()，在另一个文件中定义函数fn1()，在main()中对n赋值，再调用fn1()，在fn1()中也对n赋值，显示n最后的值。

//main文件
#include<iostream>
using namespace std;#include"fn1.h"  //声明头文件
int n;
int main()
{   n=0;fn1();cout<<"n的值："<<n<<endl;return 0;
}

//另外建一个名为fn1.h的头文件extern int n;    //声明外部变量n
int fn1()
{n=5;
}

头文件fn1.h里有外部变量n，用extern关键字加以声明，这个外部变量是可以为多个源文件共享的全局变量。

PS：main文件中声明需要的文件名称需要和调用的文件名称一致，一一对应，才能调出需要的内容。

5-12 在函数fn1()中定义一个静态变量n，fn1()中对n的值加1，在主函数中，调用fn1()十次，显示n的值。

#include<iostream>
using namespace std;void fun1()
{static int n = 0;   //静态变量n++;cout<<n<<endl;
}int main()
{for(int i = 0 ;i < 10 ; i++){fun1();}return 0;
}

函数fn1()中的静态变量n会保持上一回的值，即使发生调用，也不会为该变量建立新的副本，即每次调用该函数时，不会重复初始化为0，会使用上一次保存的值，该变量会在各次调用之间共享。

5-13 定义类X、Y、Z，函数h(X*)，满足：类X有私有成员i，Y的成员函数g(X*)是X的友元函数，实现对X的成员i加1，类Z是类X的友元类，其成员函数f(X*)实现对X的成员i加5，函数h(X*)是X的友元函数，实现对X的成员i加10。在一个文件中定义和实现类，在另一个文件中实现main()函数。

//main文件
#include<iostream>
using namespace std;#include"xyz.h"
int main()
{X d;d.show();Y d1;d1.g(&d);d.show();Z d2;d2.f(&d);d.show();h(&d);d.show();return 0;
}

//另外建一个名为xyz.h的头文件#ifndef XYZ_H
#define XYZ_Hclass X;
class Y
{public:void g(X* p);};
class Z
{public:void f(X* p);};class X
{public:X():i(0){}friend void Y::g(X* p);friend class Z;friend void h(X* p);void show(){cout<<i<<endl;}private:int i;
};void Y::g(X* p)
{p->i++;
}void Z::f(X* p)
{p->i += 5;
}void h(X* p)
{p->i += 10;
}#endif // XYZ_H

代码解释：

头文件“xyz.h”中 #ifndef #define #endif条件编译指令用途：防止头文件被多次定义，需用唯一的标识符来标记某文件是否已参加过编译，保证头文件中定义的变量不存在重复声明或定义。标识符一般大写来防止与其他变量冲突，便于区分。

友元关系提供了不同类或对象之间的数据共享机制，从字面意思也可以看出来，像“朋友”一样，开了一个绿色通道，让函数g(X*)、f（X*）、h(X*)能访问到类X的私有成员i。

还需要注意的，友元函数并不属于这个类本身，故这个类本身的对象是无法访问到这些友元函数的。

无论是友元函数还是友元类。都不能使用类内的this指针，同时也不可以被继承，如同父亲的朋友不一定是儿子的朋友这个道理。

5-14 定义Boat与Car两个类，二者都有weight属性，定义二者的一个友元函数totalWeight()，计算二者的重量和。

#include <iostream>
using namespace std;class car;
class boat{private:int weight;public:boat(int w){weight = w;}friend int gettotalweight(boat &b, car &c);
};class car{private:int weight;public:car(int w){weight = w;}friend int gettotalweight(boat &b, car &c);
};int gettotalweight(boat &b, car &c){return b.weight+c.weight;
}
int main()
{boat b1(5);car c2(2);cout<<"Totalweight："<<gettotalweight(b1,c2)<<endl;return 0;
}

PS：

友元函数的形式：只需要在类内对这个函数进行声明，并在之前加上friend关键字。

友元函数gettotalweight的形参boat &b, car &c，这里&地址符的作用是引用的功能，通过地址改变对象的数据，传引用的好处是省去了复制，节约了空间和时间，提高了效率。

另外，定义友元函数gettotalweight（）时需要前向引用声明，声明另一个需要用到的类class car，使编译器知道还有这样一个类，才不会编译错误。

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参考书籍为：C++语言程序设计第五版 -清华大学出版社- 郑莉,董渊、C++语言程序设计第五版 -清华大学出版社- 郑莉,董渊（学生用书）

编译环境：Visual Studio 2019、Dev-C++