• C++ 面向对象

    类与对象

    C++面向对象的三大特性为：封装、继承、多态

    C++认为==万事万物都皆为对象，对象上有其属性和行为

    例如：

    • 人可以作为对象，属性有姓名、年龄、身高、体重...，行为有走、跑、跳、吃饭、唱歌...
    • 车也可以作为对象，属性有轮胎、方向盘、车灯...,行为有载人、放音乐、放空调...
    • 具有相同性质的==对象==，我们可以抽象称为==类==，人属于人类，车属于车类

    类是抽象现实事务，包括事务的特点(属性)，事务的行为动作(方法)；对象是类的一个实例。这种关系就像是简历和简历模板，建立模板好比是类，根据建立模板写出来的建立就是类的实例化，也就是对象。

    封装

    封装是C++面向对象三大特性之一

    封装的意义

    • 将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物

      • class 类名{ 访问权限： 属性 / 行为 };

    • 将属性和行为加以权限控制，访问权限有三种：

      • public 公共权限
      • protected 保护权限
      • private 私有权限

    Struct 与Class区别

    在C++中 struct和class唯一的区别就在于 默认的访问权限不同，区别：

    • struct 默认权限为公共

    • class 默认权限为私有

    1. class C1
    2. {
    3. 	int  m_A; //默认是私有权限
    4. };
    5.  
    6. struct C2
    7. {
    8. 	int m_A;  //默认是公共权限
    9. };
    10.  
    11. int main() {
    12.  
    13. 	C1 c1;
    14. 	c1.m_A = 10; //错误，访问权限是私有
    15.  
    16. 	C2 c2;
    17. 	c2.m_A = 10; //正确，访问权限是公共
    18.  
    19. 	system("pause");
    20.  
    21. 	return 0;
    22. }

    成员属性私有

    优点1：将所有成员属性设置为私有，可以自己控制读写权限

    优点2：对于写权限，我们可以检测数据的有效性

    1. class Person {
    2. public:
    3.  
    4. 	//姓名设置可读可写
    5. 	void setName(string name) {
    6. 		m_Name = name;
    7. 	}
    8. 	string getName()
    9. 	{
    10. 		return m_Name;
    11. 	}
    12.  
    13.  
    14. 	//获取年龄 
    15. 	int getAge() {
    16. 		return m_Age;
    17. 	}
    18. 	//设置年龄
    19. 	void setAge(int age) {
    20. 		if (age < 0 || age > 150) {
    21. 			cout << "你个老妖精!" << endl;
    22. 			return;
    23. 		}
    24. 		m_Age = age;
    25. 	}
    26.  
    27. 	//情人设置为只写
    28. 	void setLover(string lover) {
    29. 		m_Lover = lover;
    30. 	}
    31.  
    32. private:
    33. 	string m_Name; //可读可写  姓名
    34. 	
    35. 	int m_Age; //只读  年龄
    36.  
    37. 	string m_Lover; //只写  情人
    38. };
    39.  
    40.  
    41. int main() {
    42.  
    43. 	Person p;
    44. 	//姓名设置
    45. 	p.setName("张三");
    46. 	cout << "姓名： " << p.getName() << endl;
    47.  
    48. 	//年龄设置
    49. 	p.setAge(50);
    50. 	cout << "年龄： " << p.getAge() << endl;
    51.  
    52. 	//情人设置
    53. 	p.setLover("苍井");
    54. 	//cout << "情人： " << p.m_Lover << endl;  //只写属性，不可以读取
    55.  
    56. 	system("pause");
    57.  
    58. 	return 0;
    59. }

    对象初始化与清理

    对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题

    • 一个对象或者变量没有初始状态，对其使用后果是未知
    • 同样的使用完一个对象或变量，没有及时清理，也会造成一定的安全问题

    构造函数 与 析构函数

    c++利用了构造函数和析构函数解决上述问题，这两个函数将会被编译器自动调用，完成对象初始化和清理工作。

    对象的初始化和清理工作是编译器强制要我们做的事情，因此如果我们不提供构造和析构，编译器会提供，编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。

    • 构造函数：主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值，构造函数由编译器自动调用，无须手动调用。

    • 析构函数：主要作用在于对象销毁前系统自动调用，执行一些清理工作。

    构造函数语法：类名(){}

    1. 构造函数，没有返回值也不写void
    2. 函数名称与类名相同
    3. 构造函数可以有参数，因此可以发生重载
    4. 程序在调用对象时候会自动调用构造，无须手动调用,而且只会调用一次

    析构函数语法：~类名(){}

    1. 析构函数，没有返回值也不写void
    2. 函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~
    3. 析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载
    4. 程序在对象销毁前会自动调用析构，无须手动调用,而且只会调用一次
    1. class Person
    2. {
    3. public:
    4. 	//构造函数
    5. 	Person()
    6. 	{
    7. 		cout << "Person的构造函数调用" << endl;
    8. 	}
    9. 	//析构函数
    10. 	~Person()
    11. 	{
    12. 		cout << "Person的析构函数调用" << endl;
    13. 	}
    14.  
    15. };
    16.  
    17. void test01()
    18. {
    19. 	Person p;
    20. }
    21.  
    22. int main() {
    23. 	
    24. 	test01();
    25.  
    26. 	system("pause");
    27.  
    28. 	return 0;
    29. }

    构造函数分类及调用

    两种分类方式：

    • 按参数分为： 有参构造和无参构造
    • 按类型分为： 普通构造和拷贝构造

    三种调用方式：

    • 括号法
    • 显示法
    • 隐式转换法
    1. class Person {
    2. public:
    3. 	//无参（默认）构造函数
    4. 	Person() {
    5. 		cout << "无参构造函数!" << endl;
    6. 	}
    7. 	//有参构造函数
    8. 	Person(int a) {
    9. 		age = a;
    10. 		cout << "有参构造函数!" << endl;
    11. 	}
    12. 	//拷贝构造函数
    13. 	Person(const Person& p) {
    14. 		age = p.age;
    15. 		cout << "拷贝构造函数!" << endl;
    16. 	}
    17. 	//析构函数
    18. 	~Person() {
    19. 		cout << "析构函数!" << endl;
    20. 	}
    21. public:
    22. 	int age;
    23. };
    24.  
    25.  
    26. void test01() {
    27. 	Person p; //调用无参构造函数
    28. }
    29.  
    30. //调用有参的构造函数
    31. void test02() {
    32.  
    33. 	//2.1  括号法，常用
    34. 	Person p1(10);
    35. 	//注意1：调用无参构造函数不能加括号，如果加了编译器认为这是一个函数声明
    36. 	//Person p2();
    37.  
    38. 	//2.2 显式法
    39. 	Person p2 = Person(10);     // 调用有参构造
    40. 	Person p3 = Person(p2);     // 调用拷贝构造
    41. 	//Person(10)单独写就是匿名对象  当前行结束之后，马上析构
    42.  
    43. 	//2.3 隐式转换法
    44. 	Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10); 
    45. 	Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4); 
    46.  
    47. 	//注意2：不能利用 拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器认为是对象声明
    48. 	//Person p5(p4);
    49. }
    50.  
    51. int main() {
    52.  
    53. 	test01();
    54. 	test02();
    55.  
    56. 	system("pause");
    57.  
    58. 	return 0;
    59. }

    拷贝构造函数调用时机

    C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况

    • 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象

    • 值传递的方式给函数参数传值

    • 以值方式返回局部对象

    1. class Person {
    2. public:
    3. 	Person() {
    4. 		cout << "无参构造函数!" << endl;
    5. 		mAge = 0;
    6. 	}
    7. 	Person(int age) {
    8. 		cout << "有参构造函数!" << endl;
    9. 		mAge = age;
    10. 	}
    11. 	Person(const Person& p) {
    12. 		cout << "拷贝构造函数!" << endl;
    13. 		mAge = p.mAge;
    14. 	}
    15. 	//析构函数在释放内存之前调用
    16. 	~Person() {
    17. 		cout << "析构函数!" << endl;
    18. 	}
    19. public:
    20. 	int mAge;
    21. };
    22.  
    23. //1. 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
    24. void test01() {
    25.  
    26. 	Person man(100); //p对象已经创建完毕，有参
    27. 	Person newman(man); //调用拷贝构造函数
    28. 	Person newman2 = man; //拷贝构造
    29.  
    30. 	//Person newman3; // 已经调用默认构造函数了
    31. 	//newman3 = man; //不是调用拷贝构造函数，赋值操作
    32. }
    33.  
    34. //2. 值传递的方式给函数参数传值
    35. //相当于Person p1 = p;
    36. void doWork(Person p1) {}
    37.  
    38. void test02() {
    39. 	Person p; //无参构造函数
    40. 	doWork(p);
    41. }
    42.  
    43. //3. 以值方式返回局部对象
    44. Person doWork2()
    45. {
    46. 	Person p1;    
    47. 	cout << &p1 << endl;
    48. 	return p1; 
    49. }
    50.  
    51. // 当整个函数执行完后，才开始析构，p的构造发生在p1析构的前面
    52.  
    53. void test03()
    54. {
    55. 	Person p = doWork2();
    56. 	cout << &p << endl;
    57. }
    58.  
    59.  
    60. int main() {
    61.  
    62. 	test01();
    63. 	test02();
    64. 	test03();
    65.  
    66. 	system("pause");
    67.  
    68. 	return 0;
    69. }

    构造函数调用规则

    默认情况下，c++编译器至少给一个类添加3个函数

    1. 默认构造函数(无参，函数体为空)
    2. 默认析构函数(无参，函数体为空)
    3. 默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝

    构造函数调用规则如下：

    • 如果用户定义有参构造函数，c++不在提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造
    • 如果用户定义拷贝构造函数，c++不会再提供其他构造函数
    1. class Person {
    2. public:
    3. 	//无参（默认）构造函数
    4. 	Person() {
    5. 		cout << "无参构造函数!" << endl;
    6. 	}
    7. 	//有参构造函数
    8. 	Person(int a) {
    9. 		age = a;
    10. 		cout << "有参构造函数!" << endl;
    11. 	}
    12. 	//拷贝构造函数
    13. 	Person(const Person& p) {
    14. 		age = p.age;
    15. 		cout << "拷贝构造函数!" << endl;
    16. 	}
    17. 	//析构函数
    18. 	~Person() {
    19. 		cout << "析构函数!" << endl;
    20. 	}
    21. public:
    22. 	int age;
    23. };
    24.  
    25. void test01()
    26. {
    27. 	Person p1(18);
    28. 	//如果不写拷贝构造，编译器会自动添加拷贝构造，并且做浅拷贝操作
    29. 	Person p2(p1);
    30.  
    31. 	cout << "p2的年龄为： " << p2.age << endl;
    32. }
    33.  
    34. void test02()
    35. {
    36. 	//如果用户提供有参构造，编译器不会提供默认构造，会提供拷贝构造
    37. 	Person p1; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错
    38. 	Person p2(10); //用户提供的有参
    39. 	Person p3(p2); //此时如果用户没有提供拷贝构造，编译器会提供
    40.  
    41. 	//如果用户提供拷贝构造，编译器不会提供其他构造函数
    42. 	Person p4; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错
    43. 	Person p5(10); //此时如果用户自己没有提供有参，会出错
    44. 	Person p6(p5); //用户自己提供拷贝构造
    45. }
    46.  
    47. int main() {
    48.  
    49. 	test01();
    50.  
    51. 	system("pause");
    52.  
    53. 	return 0;
    54. }

    深拷贝 与 浅拷贝

    浅拷贝：简单的赋值拷贝操作

    深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

    1. class Person {
    2. public:
    3. 	//无参（默认）构造函数
    4. 	Person() {
    5. 		cout << "无参构造函数!" << endl;
    6. 	}
    7. 	//有参构造函数
    8. 	Person(int age, int height) {
    9.  
    10. 		cout << "有参构造函数!" << endl;
    11.  
    12. 		m_age = age;
    13. 		m_height = new int(height);
    14.  
    15. 	}
    16. 	//拷贝构造函数  
    17. 	Person(const Person& p) {
    18. 		cout << "拷贝构造函数!" << endl;
    19. 		//如果不利用深拷贝在堆区创建新内存，会导致浅拷贝带来的重复释放堆区问题
    20. 		m_age = p.m_age;
    21. 		// 如果不的，再析构时就会重复释放指针这块内存
    22. 		// 特点是变量存储一个地址，用以指向一块内存
    23. 		m_height = new int(*p.m_height);
    24.  
    25. 	}
    26.  
    27. 	//析构函数
    28. 	~Person() {
    29. 		cout << "析构函数!" << endl;
    30. 		// 堆区的变量析构需要单独与处理
    31. 		if (m_height != NULL)
    32. 		{
    33. 			delete m_height;
    34. 		}
    35. 	}
    36. public:
    37. 	int m_age;
    38. 	int* m_height;
    39. };
    40.  
    41. void test01()
    42. {
    43. 	Person p1(18, 180);
    44.  
    45. 	Person p2(p1);
    46.  
    47. 	cout << "p1的年龄： " << p1.m_age << " 身高： " << *p1.m_height << endl;
    48.  
    49. 	cout << "p2的年龄： " << p2.m_age << " 身高： " << *p2.m_height << endl;
    50. }
    51.  
    52. int main() {
    53.  
    54. 	test01();
    55.  
    56. 	system("pause");
    57.  
    58. 	return 0;
    59. }

    类中属性 m_height 是一个指针变量，指向一块内存区域，如果浅拷贝的话，两个对象的属性 m_height 就会指向同一块内存，在析构时就会造成，二次释放内存。所以使用深拷贝，对这类变量在堆区创建初始化，在析构时加上判断，就可以避免这个问题。

    总结：如果属性有在堆区开辟的，一定要自己提供拷贝构造函数，防止浅拷贝带来的问题

    初始化列表

    作用：C++提供了初始化列表语法，用来初始化属性

    语法：构造函数()：属性1(值1),属性2（值2）... {}

    1. class Person {
    2. public:
    3.  
    4. 	传统方式初始化
    5. 	//Person(int a, int b, int c) {
    6. 	//	m_A = a;
    7. 	//	m_B = b;
    8. 	//	m_C = c;
    9. 	//}
    10.  
    11. 	//初始化列表方式初始化
    12. 	Person(int a, int b, int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {}
    13. 	void PrintPerson() {
    14. 		cout << "mA:" << m_A << endl;
    15. 		cout << "mB:" << m_B << endl;
    16. 		cout << "mC:" << m_C << endl;
    17. 	}
    18. private:
    19. 	int m_A;
    20. 	int m_B;
    21. 	int m_C;
    22. };
    23.  
    24. int main() {
    25.  
    26. 	Person p(1, 2, 3);
    27. 	p.PrintPerson();
    28.  
    29.  
    30. 	system("pause");
    31.  
    32. 	return 0;
    33. }

    类对象作为类成员

    C++类中的成员可以是另一个类的对象，我们称该成员为对象成员

    class A {}
    class B
    {
        A a；
    }

    B类中有对象A作为成员，A为对象成员

    那么当创建B对象时，A与B的构造和析构的顺序是谁先谁后？

    • 构造的顺序是 ：先调用对象成员的构造，再调用本类构造
    • 析构的顺序是：先调用本类的析构，在调用对象成员的析构
    1. class Phone
    2. {
    3. public:
    4. 	Phone(string name)
    5. 	{
    6. 		m_PhoneName = name;
    7. 		cout << "Phone构造" << endl;
    8. 	}
    9.  
    10. 	~Phone()
    11. 	{
    12. 		cout << "Phone析构" << endl;
    13. 	}
    14.  
    15. 	string m_PhoneName;
    16.  
    17. };
    18.  
    19.  
    20. class Person
    21. {
    22. public:
    23.  
    24. 	//初始化列表可以告诉编译器调用哪一个构造函数
    25. 	Person(string name, string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName)  // Phone的有参构造
    26. 	{
    27. 		cout << "Person构造" << endl;
    28. 	}
    29.  
    30. 	~Person()
    31. 	{
    32. 		cout << "Person析构" << endl;
    33. 	}
    34.  
    35. 	void playGame()
    36. 	{
    37. 		cout << m_Name << " 使用" << m_Phone.m_PhoneName << " 牌手机! " << endl;
    38. 	}
    39.  
    40. 	string m_Name;
    41. 	Phone m_Phone;
    42.  
    43. };
    44. void test01()
    45. {
    46. 	//当类中成员是其他类对象时，我们称该成员为 对象成员
    47. 	//构造的顺序是 ：先调用对象成员的构造，再调用本类构造
    48. 	//析构顺序与构造相反
    49. 	Person p("张三", "苹果X");
    50. 	p.playGame();
    51.  
    52. }
    53.  
    54.  
    55. int main() {
    56.  
    57. 	test01();
    58.  
    59. 	system("pause");
    60.  
    61. 	return 0;
    62. }

    静态成员

    静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static，称为静态成员

    静态成员分为：

    • 静态成员变量

      • 所有对象共享同一份数据

      • 在编译阶段分配内存

      • 类内声明，类外初始化

    • 静态成员函数

      • 所有对象共享同一个函数

      • 静态成员函数只能访问静态成员变量

    静态成员变量

    1. class Person
    2. {
    3.  
    4. public:
    5.  
    6. 	static int m_A; //静态成员变量
    7.  
    8. 	//静态成员变量特点：
    9. 	//1 在编译阶段分配内存
    10. 	//2 类内声明，类外初始化
    11. 	//3 所有对象共享同一份数据
    12.  
    13. private:
    14. 	static int m_B; //静态成员变量也是有访问权限的
    15. };
    16.  
    17. // 静态成员变量初始化
    18. int Person::m_A = 10;
    19. int Person::m_B = 10;
    20.  
    21.  
    22. void test01()
    23. {
    24. 	//静态成员变量两种访问方式
    25.  
    26. 	//1、通过对象
    27. 	Person p1;
    28. 	p1.m_A = 100;
    29. 	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;
    30.  
    31. 	Person p2;
    32. 	p2.m_A = 200;
    33. 	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; //共享同一份数据
    34. 	cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;
    35.  
    36. 	//2、通过类名
    37. 	cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;
    38.  
    39.  
    40. 	//cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; //私有权限访问不到
    41. }
    42.  
    43. int main() {
    44.  
    45. 	test01();
    46.  
    47. 	system("pause");
    48.  
    49. 	return 0;
    50. }

    静态成员函数

    C++多态参考文章：

    C++ 一篇搞懂多态的实现原理-开源基础软件社区-51CTO.COM

    https://www.cnblogs.com/cxq0017/p/6074247.html

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/qq_61553520/article/details/134241324