实验目的和要求
了解成员函数的特性，掌握静态成员、友元等概念。
实验内容
1.调试下列程序，写出输出结果，并分析输出结果。
程序如下：
//sy4_1.cpp
#include<iostream>
using namespace std;
class My
{
public:
My(int aa)
{
A=aa;
B-=aa;
}
static void fun(My m);
private:
int A;
static int B;
};
void My::fun(My m)
{
cout<<"A="<<m.A<<endl;
cout<<"B="<<B<<endl;
}
int My::B=100;
int main()
{
My p(6),Q(8); //语句1
My::fun(p);
Q.fun(Q);
return 0;
}
运行结果：
分析：非静态数据成员从属于某个类，而静态数据成员从属于整个类。执行语句1时调用构造函数，使得对象P、Q的数据成员A的值分别是6和8，因此fun （）中输出数据成员A的值分别是6和8。数据成员B的初始值为100，执行语句1，创建对象P，B的值改变为94，再创建对象Q时，B的值改变为86，因此fun（）中输出的数据成员B的值都是86，所以输出结果为A=6 B=86 A=8 B=86。
2.分析并调试程序，完成下列问题。
//sy4_2.cpp
#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;
class My
{
public:
My(double i=0){x=y=i;}
My(double i,double j){x=i;y=j;}
My(My&m){x=m.x;y=m.y;}
friend double dist(My&a,My&b);
private:
double x,y;
};
double dist(My&a,My&b)
{
double dx=a.x-b.x;
double dy=a.y-b.y;
return sqrt(dx*dx+dy*dy);
}
int main()
{
My m1,m2(15),m3(13,14);
My m4(m3);
cout<<"The distance1:"<<dist(m1,m3)<<endl;
cout<<"The distance2:"<<dist(m2,m3)<<endl;
cout<<"The distance3:"<<dist(m3,m4)<<endl;
cout<<"The distance4:"<<dist(m1,m2)<<endl;
return 0;
}
（1）指出所有的构造函数，它们在本程序中分别起什么作用？
构造函数My(double i=0)用来对m1，m2进行初始化，My(double i,double j)对m3进行初始化，拷贝构造函数My(My&m)用来对m4进行初始化。
（2）指出设置默认参数的构造函数。
My(double i=0)为带默认参数的构造函数。
（3）指出友元函数。将友元函数放到私有部分，观察结果是否有变化。
dist()为友元函数，将其放到私有部分，编译仍是正确的的，因为友元函数声明时仍与普通函数一致的，所以编译时不会出错。
（4）写出输出结果，并分析输出结果。
3、定义一个Student类，在该类定义中包括一个数据成员score（分数）、两个静态数据成员total（总分）和学生人数count；成员函数scoretotalcount（float s）用于设置分数、求总分和累计学生人数；静态成员函数sum（）用于返回总分；静态成员函数average（）用于求平均值。在main（）函数中，输入某班同学的成绩，并调用上述函数求全班学生的总分和平均分。
#include<iostream>
using namespace std;
class student
{
public:
void scoretotalcount(float s);
static float sum();
static float average();
private:
float score;
static float total;
static int count;
};
float student::total=0;
int student::count=0;
void student::scoretotalcount(float s)
{
score=s;
total+=score;
count++;
}
float student::sum(){return total;}
float student::average(){return total/count;}
int main()
{
float s;
int n;
student a[10];
cout<<"输入学生个数：";
cin>>n;
cout<<"输入学生成绩：";
for(int i(0);i<n;i++)
{
cin>>s;
a[i].scoretotalcount(s);
}
cout<<"班级总分为：";
cout<<student::sum()<<endl;
cout<<"班级平均分为：";
cout<<student::average()<<endl;
return 0;
}
运行结果：
4、声明Book与Ruler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 Ruler;
class Book
{
public:
Book(int i=0){weight=i;}
friend float totalWeight(Book&m,Ruler&n);
private:
float weight;
};
class Ruler
{
public:
Ruler(int j=0){weight=j;}
friend float totalWeight(Book&m,Ruler&n);
private:
float weight;
};
float totalWeight(Book&m,Ruler&n)
{return m.weight+n.weight;}
int main()
{
int i,j;
cout<<"Book weight:";
cin>>i;
cout<<"Ruler weight:";
cin>>j;
Book B(i);
Ruler R(j);
cout<<"totalweight"<<totalWeight(B,R)<<endl;
return 0;
}
运行结果：
三、分析与讨论
1、如何定义静态数据成员和成员函数？
答：静态数据成员不属于任何对象，它不因对象的建立而产生，也不因对象的析构而删除，它是类定义的一部分，所以使用静态数据成员不会破坏类的隐蔽性。类中的静态数据成员不同于一般的静态变量，也不同于其他类数据成员。它在程序开始运行时创建而不是在对象创建时创建。它所占空间的回收也不是在析构函数时进行而是在程序结束时进行。
成员函数用来描述对象的行为，与普通函数一样，它可以重载，可以使用默认参数，还可以声明为内联函数。
2、如何对静态数据成员初始化？
答：静态数据成员的初始化与一般数据成员不同，它的初始化不能在构造函数中进行。静态数据成员初始化的格式为：<数据类型><类名>::<静态数据成员>=<初始值>； 这里的作用域运算符“：：”用来说明静态数据成员所属类。
3、静态成员函数访问静态成员与非静态成员有何区别？
答：C++中静态成员函数是不能访问非静态成员的，但反过来就可以。
因为静态成员是属于类的，它可以在类对象没有被初始化时就访问，而非静态成员则必须要在类对象初始化后才会被创建并初始化，所以在C++中静态函数不能访问非静态成员。
4、如何调用静态成员函数？
答：调用静态成员函数的格式为： <类名>：：<静态成员函数名>（<参数表>）或<对象名>：：<静态成员函数名>（<参数表>） 静态成员函数的主要作用是用来访问同类中的静态成员，维护对象之间共享的对象数。
5、如何理解“静态成员不是属于某个对象的，而是属于类的所有对象的。”这句话？
答：静态成员是指声明为static的类成员，包括静态数据成员和静态成员函数，在类的范围内所有对象共享该数据。
6、比较友元函数与一般函数在定义和调用方面的异同。
答：放在类体外定义的函数是一般函数；在类里声明一个普通函数，加上关键字friend，就成了该类的友元函数，它可以访问该类的一切成员。调用友元函数的方式与普通函数的实现完全一样。一个普通的函数可以定义为类的友元函数，一个类的成员函数也可以定义成另一个类的友元函数。