C++ 基础 ​

🧮 C++ 操作符：::, ->, 和 .的含义与区别 ​

为了快速把握要点，我们先通过一个表格来对比这三个操作符的核心差异：

接下来，我们详细了解一下每个操作符。

📋 1. 作用域解析运算符 :: ​

::运算符用于明确指定一个标识符（如变量、函数、类型）所在的作用域，从而避免名称冲突，并提高代码的可读性。

主要用途 ​

• 访问全局变量：当局部作用域有同名的变量时，用 ::可访问全局变量。

  c++

  int value = 100; // 全局变量
  void func() {
      int value = 50; // 局部变量
      std::cout << value;    // 输出 50 (局部变量)
      std::cout << ::value;  // 输出 100 (全局变量)
  }

• 访问命名空间中的成员：

  c++

  namespace MyNamespace {
  
  int x = 10;
  void foo() {}
  }
  
  int main() {
  	std::cout << MyNamespace::x; // 访问命名空间中的变量
      MyNamespace::foo();          // 访问命名空间中的函数
  }

• 访问类的静态成员：静态成员属于类本身，而不是某个对象。

  c++

  class MyClass {
      public:
      	static int staticVar;
  };
  int MyClass::staticVar = 20; // 在类外定义并初始化静态成员
  int main() {
      std::cout << MyClass::staticVar; // 通过类名和::访问静态成员
  }

• 在类外定义成员函数：

  c++

  class MyClass {
      public:
      	void myFunction(); // 声明
  };
  // 在类外使用 :: 定义成员函数
  void MyClass::myFunction() {
      // 函数实现
  }

• 访问嵌套类或枚举类：

  c++

  class Outer {
      public:    class Inner { ... }; // 嵌套类
  };
  Outer::Inner innerObj; // 使用 :: 访问嵌套类

🔍 2. 箭头操作符 -> ​

->运算符用于通过指向对象实例的指针来访问该对象的成员（变量或函数）。它可以看作是先解引用指针，再使用点操作符的语法糖，即 ptr->member等价于 (*ptr).member。

主要用途 ​

• 访问动态分配的对象成员：通过 new在堆上创建的对象，需要通过指针来访问。

  c++

  class MyClass {
      public:    int data;
      void print() {
          std::cout << data;
      }
  };
  MyClass* ptr = new MyClass(); // 动态分配，ptr是指针 ptr->data = 42;    // 通过 -> 访问成员变量 ptr->print();      // 通过 -> 调用成员函数 delete ptr;        // 记得释放内存

• 访问智能指针指向的对象成员：如 std::unique_ptr, std::shared_ptr等，它们重载了 ->操作符，用法和原始指针类似。

  c++

  #include <memory>
  std::unique_ptr<MyClass> smartPtr = std::make_unique<MyClass>();
  smartPtr->data = 56; // 通过智能指针的 -> 访问成员
  smartPtr->print();

• 访问迭代器指向的元素成员：标准库中的迭代器通常也重载了 ->，方便访问所指对象的成员。

  c++

  std::vector<MyClass> vec = ...;
  auto it = vec.begin(); // it是迭代器，类似于指针
  if (it != vec.end()) {
      std::cout << it->data; // 通过迭代器的 -> 访问元素的成员
  }

注意：使用 ->的前提是指针必须有效（例如不为 nullptr），否则可能导致未定义行为（如程序崩溃）。

🔬 3. 点操作符 . ​

.运算符用于通过对象实例或对象的引用来直接访问其成员（变量或函数）。

主要用途 ​

• 访问局部（栈）对象成员：在函数内部创建的局部对象。

  c++

  class MyClass {
  public:
      int data;
      void print() { std::cout << data; }
  };
  MyClass obj; // 在栈上创建对象实例
  obj.data = 42;  // 通过 . 访问成员变量
  obj.print();    // 通过 . 调用成员函数

• 通过引用访问对象成员：

  c++

  MyClass obj;
  MyClass& ref = obj; // ref是obj的引用
  ref.data = 56;      // 通过引用和 . 访问成员
  ref.print();

• 访问数组中的对象元素成员：数组中的元素是对象本身，而不是指针。

  c++

  MyClass arr[10]; // 数组元素是MyClass对象
  arr[0].data = 78; // 通过 . 访问数组元素的成员
  arr[0].print();

💡 常见错误与注意事项 ​

• 混淆 ->和 .：这是初学者常犯的错误。

  c++

  MyClass obj;
  MyClass* ptr = &obj;
  
  obj.data = 1;   // 正确，对象实例用 .
  ptr->data = 2;  // 正确，对象指针用 ->
  // ptr.data = 3; // 错误！指针不能直接用 . 访问成员
  // obj->data = 4; // 错误！对象实例不能直接用 -> 访问成员

  记住：对象或引用用 .，指针用 ->。

• 在 ->之前检查指针有效性：对空指针使用 ->会导致运行时错误。

  c++

  MyClass* ptr = nullptr;
  // ptr->data = 10; // 危险！空指针解引用，通常导致程序崩溃

• 理解 ::与 ->/.的区别：::用于基于作用域（类、命名空间） 的访问，而 ->和 .用于基于对象实例或指针的访问。例如，访问静态成员应该使用 Class::staticMember，而不是 obj.staticMember（尽管在某些编译器上后者可能通过，但前者才是正确且推荐的方式）。

💎 核心要点总结 ​

1. ::(作用域解析符)：用于指明标识符所在的作用域，如命名空间、类、全局作用域。它操作的是作用域本身，而不是具体的对象实例。
2. ->(箭头操作符)：用于通过指向对象的指针来访问对象的成员。它要求左边是一个指针，并且可以重载。
3. .(点操作符)：用于通过对象实例或对象的引用来直接访问对象的成员。它要求左边是一个对象或引用，且不能被重载。