C++语言中共享机制的实现

赵娟

摘要：本文主要介绍C++语言中通过全局变量、局部变量、类的数据成员、类的静态数据成员、友元来实现了函数间、对象间的共享，在实现共享的同时，又保护了数据，使数据的安全性得到了提高。

关键词：C++；数据；函数；安全性

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2019）04-0212-02

Abstract： This paper introduces that it shares data between function and object， through global variables， local variables， data members of the class， static data members of the class， a friend to achieve inter-function， in C ++ language. At the same time， it protects the data， so that data security has been improved.

Keywords： C ++； data； function； security

C++语言是一种面向对象的程序设计语言，它把数据和对数据的操作封装到一起形成类，通过类的继承和多态来实现代码的重用。其中封装的特性使得C++语言在很大程度上提高了数据的安全性，这也是C++区别与C语言的一大特点。在使用C++语言时，如何达到数据的共享，也是一大难点，并且共享的同时还要考虑如何提高数据的安全性，针对此问题，C++语言提供了5种共享机制，用来处理函数间、对象间的共享问题。

1 C++语言的共享机制

1.1 函数间的共享机制

（1） 使用全局变量实现共享

所谓的全局变量就是在函数外部定义的变量，它不属于哪一个函数，其作用域范围从声明点开始到整个文件结束，在此期间，只要是在全局变量声明之后定义的函数都可以使用该全局变量。所以只要将要共享的数据存放在全局变量里，需要共享数据的函数在全局变量之后定义，函数间使用同一个变量，可实现共享。

//f函数g函数通过全局变量实现数据global的共享

#include

using namespace std；

int global；//全局變量

void f（）

{ global=5；}

void g（）

{ cout<

int main（）

{ f（）；

g（）；

return 0；}

（2） 使用局部变量实现共享

局部变量顾名思义其作用域范围仅限于函数内部，如何实现函数间的数据共享呢？那就是通过参数传递，因为实参和形参都是局部变量，都有各自的作用域，我们将所要共享的数据设置为实参，函数间相互调用的时候实参传形参，就实现了主调函数和被调函数之间的数据共享，其共享数据为实参的值。

//f函数g函数通过局部变量的参数传递实现数据global的共享

#include

using namespace std；

void g（int part）

{ cout<

void f（）

{ int global=5；//要共享的数据

g（global）；}

int main（）

{ f（）；

return 0； }

（3） 使用类的数据成员实现共享

此种共享方式是利用类的封装，将函数和所要共享的数据封装到一个类里，这样作为类的成员，函数可以访问数据，实现了共享。同时由于封装使得被共享的数据成为类的私有数据成员，类外无法直接访问，所以数据的安全性得到了提高。

//f函数g函数通过类的封装实现数据global的共享

#include

using namespace std；

class Application

{ public：

void f（）；

void g（）；

private：

int global；}；

void Application：：f（）

{ global=5；}

void Application：：g（）

{cout<

int main（）

{ Application MyApp；

MyApp.f（）；

MyApp.g（）；

return 0； }

（4） 使用友元函数实现共享

使用友元函数实现共享的前提必须是：类外的函数要共享类内的保护或者私有数据。类的封装使得类内的私有或保护成员被隐藏起来了，类外无法直接访问。类外的函数想要共享这些隐藏起来的成员，就必须破坏类的封装，而友元机制刚好提供了此项功能，只需在类内将要共享数据的函数声明为友元函数，类外函数就可以通过对象去访问类内的私有或保护成员，对友元函数而言实现了共享，对其他类外的函数又实现了隐藏，保护了数据的安全性。

//set函数和show函数共享类Point的数据X，Y

#include

using namespace std；

class Point

{ public：

Point（int xx=0， int yy=0） {X=xx；Y=yy；}

friend void set（Point &a）；

friend void show（Point &a）；

private：

int X，Y；}；

void set（ Point& a）

{a.X=1； a.Y=2；}

void show（ Point& a）

{cout<

int main（）

{ Point p1（3，5）；

set（p1）；//set函数给对象p1的X，Y赋值

show（p1）；//show函数输出对象p1的X，Y值

return 0；}

1.2 对象间的共享机制

（1） 对象间共享数据

C++语言中，同一个类的对象间想要实现数据的共享，前提是这个共享的数据必须是本类公共的数据，不属于任何一个对象；静态数据成员刚好满足这一条件，本类所有对象维护同一个拷贝，也就是说对于类而言，静态数据成员是唯一的，也是公共的。对象间使用静态数据成员时，就实现了共享，如果想要共享的数据的安全性更高，还可以将静态数据成员设置为常类型，也就是类似常量的变量，只能初始化，不能被更新。

//对象A和对象B共享countP数据

#include

using namespace std；

class Point

{public：

Point（）{countP++；}

Point（Point &p）{countP++；}

static const int countP；}；

int Point：：countP=0；

int main（）

{ cout<

Point A；

cout<

Point B（A）；

cout<

（2） 对象间共享函数

对象间共享函数的原理与共享数据的原理相似，只要函数是本类唯一的，公共的，就可以实现共享，所以将要共享的函数设置为静态的成员函数。

//对象A和对象B共享GetC（）函数

#include

using namespace std；

class Point

{public：

Point（）{countP++；}

Point（Point &p）{ countP++；}

static void GetC（）

{cout<<" Object count="<

private：

static int countP； }；

int Point：：countP=0；

int main（）

{ Point：：GetC（）； //输出初始对象个数

Point A；

A.GetC（）； //Point：：GetC（）；输出对象个数

Point B（A）；

B.GetC（）； } //Point：：GetC（）；输出对象个数

2 结论

本文介绍了C++语言中函数间的四种方式和对象间共享的两种方式，不论是函数间共享还是对象间共享，都要考虑两点：一是如何实现共享；二是在能共享的前提下如何让被共享的数据的安全性更高。在以上所有的方式中，将函数和数据封装到类里，并把数据设置为类的私有常类型的数据成员，这样函数间共享数据的安全性更高。而对象间共享时，只需要把被共享的数据设置为私有静态常类型的成员，这样对象间共享数据的时候，其安全性也得到了更大的保障。

参考文献：

[1] 郑莉等编著. C++语言程序设计[M]. 北京：清华大学出版社，第四版，2014.

[2] 马荣贵. C++中共享数据的保护方法[J]. 长安大学学报，2005.

[3] 闵小玲. C++中数据共享的实现机制[J]. 黄石理工学院学报，2005.

[4] 聂丰英. 浅谈静态成员在C++中的应用[J]. 硅谷，2008.

[5] 廖锋，胡丽平，杨巧合. C++语言中静态数据成员和静态成员函数的研究[J]. 电脑知识与技术，2006.

【通联编辑：梁书】