在C++编程中,我们经常会遇到一些关键词,它们可以用来修饰变量、函数参数、函数返回值以及类的成员函数。这些关键词包括 const、static、volatile、mutable、signed、unsigned、long、short、virtual、explicit、inline和friend。让我们一起来深入理解一下这些关键词。
const是一个常量修饰符,它可以用来修饰变量、函数参数、函数返回值以及类的成员函数。
- 修饰变量:当const修饰一个变量时,表示这个变量的值是不能被修改的。例如:
- 修饰函数参数:当const修饰一个函数参数时,表示这个参数在函数内部是不能被修改的。这对于引用和指针参数特别有用,因为它可以防止函数意外地修改参数的值。例如:
- 修饰函数返回值:当const修饰一个函数返回值时,表示这个返回值是不能被修改的。这对于返回引用或者指针特别有用,因为它可以防止函数的调用者修改返回值。例如:
- 修饰类的成员函数:当const修饰一个类的成员函数时,表示这个成员函数不能修改类的任何成员变量(除非这些变量被声明为mutable)。这对于需要保证对象状态不变的操作非常有用。例如:
在C++中,const关键词用于声明一个变量或函数参数为只读,表示其值在初始化后不能被修改。一旦为const变量分配了一个值,就不能改变它,任何试图修改它的尝试都会导致编译错误。
static是一个存储类别说明符,它可以用来修饰全局变量、局部变量、类成员变量以及类成员函数。
- 修饰全局变量:当static修饰一个全局变量时,表示这个全局变量只能在本文件中使用。这可以防止其他文件通过外部链接来访问这个全局变量。
- 修饰局部变量:当static修饰一个局部变量时,表示这个局部变量的生命周期是全局的,即它会在程序运行过程中一直存在。并且它们只会被初始化一次。
- 修饰类成员:当static修饰一个类的成员变量时,表示这个成员变量是类的所有对象共享的。当static修饰一个类的成员函数时,表示这个成员函数不依赖于任何对象就可以被调用。
注意:static关键词只用于在类定义中声明静态成员,而不用于该静态成员的定义。例如:
这里,n是类X的静态成员。
总结起来说,虽然 **const ** 和 **static ** 在语法上有一些微小的区别,但它们都可以帮助我们编写出更安全、更易于理解和维护的代码。
当我们使用volatile关键词修饰一个变量时,它告诉编译器这个变量可能会被意想不到地改变,因此编译器不应该对这个变量进行优化。这在处理某些特殊的情况(如多线程或硬件交互)时非常有用。
在这个例子中,我们告诉编译器 flag 变量可能会被意想不到地改变,因此编译器不应该对它进行优化。
当我们使用 mutable 关键词修饰一个类的成员变量时,即使在一个 const 成员函数中,我们也可以修改这个 mutable 成员的值。
在这个例子中,我们定义了一个 mutable 成员 a。即使在 const 成员函数 func() 中,我们也可以修改 a 的值。
当我们使用 signed 和 unsigned 关键词修饰一个整型变量时,它们分别表示这个变量是有符号的还是无符号的。
在这个例子中,我们定义了一个有符号整数 a 和一个无符号整数 b.
当我们使用 long 和 short 关键词修饰一个整型或浮点型时,它们分别表示增加或减少这个类型的长度。
在这个例子中,我们定义了一个长整型 a 和一个短整型 b.
当我们使用 virtual 关键词修饰一个类的成员函数时,它表示这个函数是虚函数,可以被子类重写。
virtual关键词告诉编译器一个非静态成员函数是虚拟的,并支持动态分派。
它只能出现在非静态成员函数的初始声明中(即在类定义中声明时)。
虚拟函数是可以在派生类中重写其行为的成员函数。
与非虚拟函数相反,即使没有编译时关于类实际类型的信息,重写行为也会保留
在这个例子中,基类 base 的成员函数 func() 被声明为虚函数。因此,在派生类 Derived 中,我们可以重写这个函数。
当我们使用 explicit 关键词修饰一个构造函数时,它阻止编译器进行非预期的类型转换。在C++中,如果一个类有一个接受单一参数的构造函数,那么这个构造函数就可能被编译器用作隐式类型转换。这种转换可能会导致一些非预期的结果。例如:
在这个例子中,我们定义了一个类 MyClass, 它有一个接受单一参数的构造函数。然后,我们定义了一个函数 func, 它接受一个 MyClass 对象作为参数。在 main 函数中,我们调用了 func 函数,并传入了一个整数。由于 MyClass 有一个接受整数的构造函数,因此编译器会自动地将这个整数转换为 MyClass 对象。这就是所谓的隐式类型转换。
然而,在某些情况下,我们可能不希望编译器进行这种隐式类型转换,因为它可能会导致一些非预期的结果。这时,我们就可以使用 explicit 关键词来修饰构造函数,阻止编译器进行隐式类型转换。例如:
在这个例子中,由于构造函数被声明为 explicit, 因此编译器不会自动地将一个整数转换为 MyClass.
总结起来说,使用 **explicit ** 关键词可以防止编译器进行非预期的隐式类型转换,从而使我们的代码更加安全和易于理解。
当我们使用 inline 关键词修饰一个函数时,它建议编译器将函数体直接插入到每个调用处,以减少函数调用的开销。
在这个例子中,我们建议编译器将 add 函数的函数体直接插入到每个调用处(这个过程称为扩展),然后编译整个代码。如果函数很小,使用内联函数可能会提高效率,因为它们消除了与函数调用相关的开销。
当我们使用 friend 关键词修饰一个非成员函数或其他类时,它允许这个函数或类访问当前类的私有和保护成员。
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