【学习QT必备的C++基础】C++类和对象

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C++类的定义和对象的创建详解

已剪辑自: http://c.biancheng.net/view/2213.html

类和对象是 C++ 的重要特性，它们使得 C++ 成为面向对象的编程语言，可以用来开发中大型项目，本节重点讲解类和对象的语法，如果你对它们的概念还不了解，请先阅读《C++类和对象到底是什么意思》。

类是创建对象的模板，一个类可以创建多个对象，每个对象都是类类型的一个变量；创建对象的过程也叫类的实例化。每个对象都是类的一个具体实例（Instance），拥有类的成员变量和成员函数。有些教程将类的成员变量称为类的属性（Property），将类的成员函数称为类的方法（Method）。在面向对象的编程语言中，经常把函数（Function）称为方法（Method）。与结构体一样，类只是一种复杂数据类型的声明，不占用内存空间。而对象是类这种数据类型的一个变量，或者说是通过类这种数据类型创建出来的一份实实在在的数据，所以占用内存空间。

类的定义

类是用户自定义的类型，如果程序中要用到类，必须提前说明，或者使用已存在的类（别人写好的类、标准库中的类等），C++语法本身并不提供现成的类的名称、结构和内容。

一个简单的类的定义：
```
class Student{
public:
    //成员变量
    char *name;
    int age;
    float score;
    //成员函数
    void say(){
        cout<
```
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class是 C++ 中新增的关键字，专门用来定义类。Student是类的名称；类名的首字母一般大写，以和其他的标识符区分开。{ }内部是类所包含的成员变量和成员函数，它们统称为类的成员（Member）；由{ }包围起来的部分有时也称为类体，和函数体的概念类似。public也是 C++ 的新增关键字，它只能用在类的定义中，表示类的成员变量或成员函数具有“公开”的访问权限，初学者请先忽略该关键字，我们将在《C++类成员的访问权限以及类的封装》中讲解。
注意在类定义的最后有一个分号;，它是类定义的一部分，表示类定义结束了，不能省略。整体上讲，上面的代码创建了一个 Student 类，它包含了 3 个成员变量和 1 个成员函数。

类只是一个模板（Template），编译后不占用内存空间，所以在定义类时不能对成员变量进行初始化，因为没有地方存储数据。只有在创建对象以后才会给成员变量分配内存，这个时候就可以赋值了。

类可以理解为一种新的数据类型，该数据类型的名称是 Student。与 char、int、float 等基本数据类型不同的是，Student 是一种复杂数据类型，可以包含基本类型，而且还有很多基本类型中没有的特性，以后大家会见到。

创建对象

有了 Student 类后，就可以通过它来创建对象了，例如：
```
Student liLei;  //创建对象
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```
Student是类名，liLei是对象名。这和使用基本类型定义变量的形式类似：
```
int a;  //定义整型变量
1
```
从这个角度考虑，我们可以把 Student 看做一种新的数据类型，把 liLei 看做一个变量。

在创建对象时，class 关键字可要可不要，但是出于习惯我们通常会省略掉 class 关键字，例如：
```
class Student LiLei;  //正确Student LiLei;  //同样正确
1
```
除了创建单个对象，还可以创建对象数组：
```
Student allStu[100];
1
```
该语句创建了一个 allStu 数组，它拥有100个元素，每个元素都是 Student 类型的对象。

访问类的成员

创建对象以后，可以使用点号.来访问成员变量和成员函数，这和通过结构体变量来访问它的成员类似，如下所示：
```
#include 
using namespace std;
//类通常定义在函数外面
class Student{
public:
    //类包含的变量
    char *name;
    int age;
    float score;
    //类包含的函数
    void say(){
        cout<
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运行结果：
小明的年龄是15，成绩是92.5

stu 是一个对象，占用内存空间，可以对它的成员变量赋值，也可以读取它的成员变量。

类通常定义在函数外面，当然也可以定义在函数内部，不过很少这样使用。

使用对象指针

C语言中经典的指针在 C++ 中仍然广泛使用，尤其是指向对象的指针，没有它就不能实现某些功能。

上面代码中创建的对象 stu 在栈上分配内存，需要使用&获取它的地址，例如：
```
Student stu;
Student *pStu = &stu;
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```
pStu 是一个指针，它指向 Student 类型的数据，也就是通过 Student 创建出来的对象。

当然，你也可以在堆上创建对象，这个时候就需要使用前面讲到的new关键字（C++ new和delete运算符简介），例如：
```
Student *pStu = new Student;
1
```
在栈上创建出来的对象都有一个名字，比如 stu，使用指针指向它不是必须的。但是通过 new 创建出来的对象就不一样了，它在堆上分配内存，没有名字，只能得到一个指向它的指针，所以必须使用一个指针变量来接收这个指针，否则以后再也无法找到这个对象了，更没有办法使用它。也就是说，使用 new 在堆上创建出来的对象是匿名的，没法直接使用，必须要用一个指针指向它，再借助指针来访问它的成员变量或成员函数。

栈内存是程序自动管理的，不能使用 delete 删除在栈上创建的对象；堆内存由程序员管理，对象使用完毕后可以通过 delete 删除。在实际开发中，new 和 delete 往往成对出现，以保证及时删除不再使用的对象，防止无用内存堆积。栈（Stack）和堆（Heap）是 C/C++ 程序员必须要了解的两个概念，我们已在《C语言内存精讲》专题中进行了深入讲解，相信你必将有所顿悟。有了对象指针后，可以通过箭头->来访问对象的成员变量和成员函数，这和通过结构体指针来访问它的成员类似，请看下面的示例：
```
pStu -> name = "小明";
pStu -> age = 15;
pStu -> score = 92.5f;
pStu -> say();
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```
下面是一个完整的例子：
```
#include 
using namespace std;
class Student{
public:
    char *name;
    int age;
    float score;
    void say(){
        cout< name = "小明";
    pStu -> age = 15;
    pStu -> score = 92.5f;
    pStu -> say();
    delete pStu;  //删除对象
    return 0;
}
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运行结果：
小明的年龄是15，成绩是92.5

虽然在一般的程序中无视垃圾内存影响不大，但记得 delete 掉不再使用的对象依然是一种良好的编程习惯。

总结

本节重点讲解了两种创建对象的方式：一种是在栈上创建，形式和定义普通变量类似；另外一种是在堆上使用 new 关键字创建，必须要用一个指针指向它，读者要记得 delete 掉不再使用的对象。

通过对象名字访问成员使用点号.，通过对象指针访问成员使用箭头->，这和结构体非常类似。

C++类的成员变量和成员函数详解

已剪辑自: http://c.biancheng.net/view/2214.html

类可以看做是一种数据类型，它类似于普通的数据类型，但是又有别于普通的数据类型。类这种数据类型是一个包含成员变量和成员函数的集合。

类的成员变量和普通变量一样，也有数据类型和名称，占用固定长度的内存。但是，在定义类的时候不能对成员变量赋值，因为类只是一种数据类型或者说是一种模板，本身不占用内存空间，而变量的值则需要内存来存储。

类的成员函数也和普通函数一样，都有返回值和参数列表，它与一般函数的区别是：成员函数是一个类的成员，出现在类体中，它的作用范围由类来决定；而普通函数是独立的，作用范围是全局的，或位于某个命名空间内。

上节我们在示例中给出了 Student 类的定义，如下所示：
```
class Student{
public:
    //成员变量
    char *name;
    int age;
    float score;
    //成员函数
    void say(){
        cout<
```

这段代码在类体中定义了成员函数。你也可以只在类体中声明函数，而将函数定义放在类体外面，如下图所示：

class Student{
public:
    //成员变量
    char *name;
    int age;
    float score;
    //成员函数
    void say();  //函数声明
};
//函数定义
void Student::say(){
    cout<<name<<"的年龄是"<<age<<"，成绩是"<<score<<endl;
}
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在类体中直接定义函数时，不需要在函数名前面加上类名，因为函数属于哪一个类是不言而喻的。

但当成员函数定义在类外时，就必须在函数名前面加上类名予以限定。::被称为域解析符（也称作用域运算符或作用域限定符），用来连接类名和函数名，指明当前函数属于哪个类。

成员函数必须先在类体中作原型声明，然后在类外定义，也就是说类体的位置应在函数定义之前。

在类体中和类体外定义成员函数的区别

在类体中和类体外定义成员函数是有区别的：在类体中定义的成员函数会自动成为内联函数，在类体外定义的不会。当然，在类体内部定义的函数也可以加 inline 关键字，但这是多余的，因为类体内部定义的函数默认就是内联函数。

内联函数一般不是我们所期望的，它会将函数调用处用函数体替代，所以我建议在类体内部对成员函数作声明，而在类体外部进行定义，这是一种良好的编程习惯，实际开发中大家也是这样做的。

当然，如果你的函数比较短小，希望定义为内联函数，那也没有什么不妥的。

如果你既希望将函数定义在类体外部，又希望它是内联函数，那么可以在定义函数时加 inline 关键字。当然你也可以在函数声明处加 inline，不过这样做没有效果，编译器会忽略函数声明处的 inline，我们已在《如何规范地使用C++内联函数》中对这点进行了详细讲解。

下面是一个将内联函数定义在类外部的例子：

class Student{
public:
    char *name;
    int age;
    float score;
    void say();  //内联函数声明，可以增加 inline 关键字，但编译器会忽略
};
//函数定义
inline void Student::say(){
    cout<

这样，say() 就会变成内联函数。

这种在类体外定义 inline 函数的方式，必须将类的定义和成员函数的定义都放在同一个头文件中（或者同一个源文件中），否则编译时无法进行嵌入（将函数代码的嵌入到函数调用出），具体原因我们已在《如何规范地使用C++内联函数》中进行了讲解。

再次强调，虽然 C++ 支持将内联函数定义在类的外部，但我强烈建议将函数定义在类的内部，这样它会自动成为内联函数，何必费力不讨好地将它定义在类的外部呢，这样并没有任何优势。

C++类成员的访问权限以及类的封装

已剪辑自: http://c.biancheng.net/view/2217.html

前面我们在定义类时多次使用到了 public 关键字，表示类的成员具有“公开”的访问权限，这节我们就来详细讲解。

C++通过 public、protected、private 三个关键字来控制成员变量和成员函数的访问权限，它们分别表示公有的、受保护的、私有的，被称为成员访问限定符。所谓访问权限，就是你能不能使用该类中的成员。 Java、C# 程序员注意，C++ 中的 public、private、protected 只能修饰类的成员，不能修饰类，C++中的类没有共有私有之分。在类的内部（定义类的代码内部），无论成员被声明为 public、protected 还是 private，都是可以互相访问的，没有访问权限的限制。

在类的外部（定义类的代码之外），只能通过对象访问成员，并且通过对象只能访问 public 属性的成员，不能访问 private、protected 属性的成员。本节重点讲解 public 和 private，protected 将在继承中讲解。下面通过一个 Student 类来演示成员的访问权限：

#include 
using namespace std;
//类的声明
class Student{
private:  //私有的
    char *m_name;
    int m_age;
    float m_score;
public:  //共有的
    void setname(char *name);
    void setage(int age);
    void setscore(float score);
    void show();
};
//成员函数的定义
void Student::setname(char *name){
    m_name = name;
}
void Student::setage(int age){
    m_age = age;
}
void Student::setscore(float score){
    m_score = score;
}
void Student::show(){
    cout< setname("李华");
    pstu -> setage(16);
    pstu -> setscore(96);
    pstu -> show();
    return 0;
}
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运行结果：
小明的年龄是15，成绩是92.5
李华的年龄是16，成绩是96

类的声明和成员函数的定义都是类定义的一部分，在实际开发中，我们通常将类的声明放在头文件中，而将成员函数的定义放在源文件中。

类中的成员变量 m_name、m_age 和m_ score 被设置成 private 属性，在类的外部不能通过对象访问。也就是说，私有成员变量和成员函数只能在类内部使用，在类外都是无效的。

成员函数 setname()、setage() 和 setscore() 被设置为 public 属性，是公有的，可以通过对象访问。

private 后面的成员都是私有的，直到有 public 出现才会变成共有的；public 之后再无其他限定符，所以 public 后面的成员都是共有的。

成员变量大都以m_开头，这是约定成俗的写法，不是语法规定的内容。以m_开头既可以一眼看出这是成员变量，又可以和成员函数中的形参名字区分开。

以 setname() 为例，如果将成员变量m_name的名字修改为name，那么 setname() 的形参就不能再叫name了，得换成诸如name1、_name这样没有明显含义的名字，否则name=name;这样的语句就是给形参name赋值，而不是给成员变量name赋值。

因为三个成员变量都是私有的，不能通过对象直接访问，所以必须借助三个 public 属性的成员函数来修改它们的值。下面的代码是错误的：

Student stu;
//m_name、m_age、m_score 是私有成员变量，不能在类外部通过对象访问
stu.m_name = "小明";
stu.m_age = 15;
stu.m_score = 92.5f;
stu.show();
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简单地谈类的封装

private 关键字的作用在于更好地隐藏类的内部实现，该向外暴露的接口（能通过对象访问的成员）都声明为 public，不希望外部知道、或者只在类内部使用的、或者对外部没有影响的成员，都建议声明为 private。

根据C++软件设计规范，实际项目开发中的成员变量以及只在类内部使用的成员函数（只被成员函数调用的成员函数）都建议声明为 private，而只将允许通过对象调用的成员函数声明为 public。另外还有一个关键字 protected，声明为 protected 的成员在类外也不能通过对象访问，但是在它的派生类内部可以访问，这点我们将在后续章节中介绍，现在你只需要知道 protected 属性的成员在类外无法访问即可。有读者可能会提出疑问，将成员变量都声明为 private，如何给它们赋值呢，又如何读取它们的值呢？

我们可以额外添加两个 public 属性的成员函数，一个用来设置成员变量的值，一个用来获取成员变量的值。上面的代码中，setname()、setage()、setscore() 函数就用来设置成员变量的值；如果希望获取成员变量的值，可以再添加三个函数 getname()、getage()、getscore()。

给成员变量赋值的函数通常称为 set 函数，它们的名字通常以set开头，后跟成员变量的名字；读取成员变量的值的函数通常称为 get 函数，它们的名字通常以get开头，后跟成员变量的名字。

除了 set 函数和 get 函数，在创建对象时还可以调用构造函数来初始化各个成员变量，我们将在《C++构造函数》一节中展开讨论。不过构造函数只能给成员变量赋值一次，以后再修改还得借助 set 函数。

这种将成员变量声明为 private、将部分成员函数声明为 public 的做法体现了类的封装性。所谓封装，是指尽量隐藏类的内部实现，只向用户提供有用的成员函数。

有读者可能会说，额外添加 set 函数和 get 函数多麻烦，直接将成员变量设置为 public 多省事！确实，这样做 99.9% 的情况下都不是一种错误，我也不认为这样做有什么不妥；但是，将成员变量设置为 private 是一种软件设计规范，尤其是在大中型项目中，还是请大家尽量遵守这一原则。为了减少代码量，方便说明问题，本教程中的类可能会将成员变量设置为 public，请读者不要认为这是一种错误。

对private和public的更多说明

声明为 private 的成员和声明为 public 的成员的次序任意，既可以先出现 private 部分，也可以先出现 public 部分。如果既不写 private 也不写 public，就默认为 private。

在一个类体中，private 和 public 可以分别出现多次。每个部分的有效范围到出现另一个访问限定符或类体结束时（最后一个右花括号）为止。但是为了使程序清晰，应该养成这样的习惯，使每一种成员访问限定符在类定义体中只出现一次。

下面的类声明也是完全正确的：

class Student{
private:
    char *m_name;
private:
    int m_age;
    float m_score;
public:
    void setname(char *name);
    void setage(int age);
public:
    void setscore(float score);
    void show();
};
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C++对象的内存模型

已剪辑自: http://c.biancheng.net/view/vip_2218.html

类是创建对象的模板，不占用内存空间，不存在于编译后的可执行文件中；而对象是实实在在的数据，需要内存来存储。对象被创建时会在栈区或者堆区分配内存。

直观的认识是，如果创建了 10 个对象，就要分别为这 10 个对象的成员变量和成员函数分配内存，如下图所示：

不同对象的成员变量的值可能不同，需要单独分配内存来存储。但是不同对象的成员函数的代码是一样的，上面的内存模型保存了 10 份相同的代码片段，浪费了不少空间，可以将这些代码片段压缩成一份。

事实上编译器也是这样做的，编译器会将成员变量和成员函数分开存储：分别为每个对象的成员变量分配内存，但是所有对象都共享同一段函数代码。如下图所示：

成员变量在堆区或栈区分配内存，成员函数在代码区分配内存。如果你对 C/C++ 程序的内存分区不了解，请阅读《C语言内存精讲》专题。

【示例】使用 sizeof 获取对象所占内存的大小：

#include 
using namespace std;
class Student{
private:
    char *m_name;
    int m_age;
    float m_score;
public:
    void setname(char *name);
    void setage(int age);
    void setscore(float score);
    void show();
};
void Student::setname(char *name){
    m_name = name;
}
void Student::setage(int age){
    m_age = age;
}
void Student::setscore(float score){
    m_score = score;
}
void Student::show(){
    cout<

Student 类包含三个成员变量，它们的类型分别是 char *、int、float，都占用 4 个字节的内存，加起来共占用 12 个字节的内存。通过 sizeof 求得的结果等于 12，恰好说明对象所占用的内存仅仅包含了成员变量。

类可以看做是一种复杂的数据类型，也可以使用 sizeof 求得该类型的大小。从运行结果可以看出，在计算类这种类型的大小时，只计算了成员变量的大小，并没有把成员函数也包含在内。

假设 stu 的起始地址为 0X1000，那么该对象的内存分布如下图所示：

m_name、m_age、m_score 按照声明的顺序依次排列，和结构体非常类似，也会有内存对齐的问题。

C++构造函数详解

在C++中，有一种特殊的成员函数，它的名字和类名相同，没有返回值，不需要用户显式调用（用户也不能调用），而是在创建对象时自动执行。这种特殊的成员函数就是构造函数（Constructor）。

在《C++类成员的访问权限以及类的封装》一节中，我们通过成员函数 setname()、setage()、setscore() 分别为成员变量 name、age、score 赋值，这样做虽然有效，但显得有点麻烦。有了构造函数，我们就可以简化这项工作，在创建对象的同时为成员变量赋值，请看下面的代码（示例1）：

运行结果：
小明的年龄是15，成绩是92.5
李华的年龄是16，成绩是96

该例在 Student 类中定义了一个构造函数Student(char *, int, float)，它的作用是给三个 private 属性的成员变量赋值。要想调用该构造函数，就得在创建对象的同时传递实参，并且实参由( )包围，和普通的函数调用非常类似。

在栈上创建对象时，实参位于对象名后面，例如Student stu("小明", 15, 92.5f)；在堆上创建对象时，实参位于类名后面，例如new Student("李华", 16, 96)。

构造函数必须是 public 属性的，否则创建对象时无法调用。当然，设置为 private、protected 属性也不会报错，但是没有意义。

构造函数没有返回值，因为没有变量来接收返回值，即使有也毫无用处，这意味着：

构造函数的重载

和普通成员函数一样，构造函数是允许重载的。一个类可以有多个重载的构造函数，创建对象时根据传递的实参来判断调用哪一个构造函数。

构造函数的调用是强制性的，一旦在类中定义了构造函数，那么创建对象时就一定要调用，不调用是错误的。如果有多个重载的构造函数，那么创建对象时提供的实参必须和其中的一个构造函数匹配；反过来说，创建对象时只有一个构造函数会被调用。

对示例1中的代码，如果写作Student stu或者new Student就是错误的，因为类中包含了构造函数，而创建对象时却没有调用。

运行结果：
小明的年龄是15，成绩是92.5
成员变量还未初始化
李华的年龄是16，成绩是96

构造函数Student(char *, int, float)为各个成员变量赋值，构造函数Student()将各个成员变量的值设置为空，它们是重载关系。根据Student()创建对象时不会赋予成员变量有效值，所以还要调用成员函数 setname()、setage()、setscore() 来给它们重新赋值。

构造函数在实际开发中会大量使用，它往往用来做一些初始化工作，例如对成员变量赋值、预先打开文件等。

默认构造函数

如果用户自己没有定义构造函数，那么编译器会自动生成一个默认的构造函数，只是这个构造函数的函数体是空的，也没有形参，也不执行任何操作。比如上面的 Student 类，默认生成的构造函数如下：

一个类必须有构造函数，要么用户自己定义，要么编译器自动生成。一旦用户自己定义了构造函数，不管有几个，也不管形参如何，编译器都不再自动生成。在示例1中，Student 类已经有了一个构造函数Student(char *, int, float)，也就是我们自己定义的，编译器不会再额外添加构造函数Student()，在示例2中我们才手动添加了该构造函数。实际上编译器只有在必要的时候才会生成默认构造函数，而且它的函数体一般不为空。默认构造函数的目的是帮助编译器做初始化工作，而不是帮助程序员。这是C++的内部实现机制，这里不再深究，初学者可以按照上面说的“一定有一个空函数体的默认构造函数”来理解。最后需要注意的一点是，调用没有参数的构造函数也可以省略括号。对于示例2的代码，在栈上创建对象可以写作Student stu()或Student stu，在堆上创建对象可以写作Student *pstu = new Student()或Student *pstu = new Student，它们都会调用构造函数 Student()。

以前我们就是这样做的，创建对象时都没有写括号，其实是调用了默认的构造函数。

C++构造函数初始化列表

构造函数的一项重要功能是对成员变量进行初始化，为了达到这个目的，可以在构造函数的函数体中对成员变量一一赋值，还可以采用初始化列表。

C++构造函数的初始化列表使得代码更加简洁，请看下面的例子：

运行结果：
小明的年龄是15，成绩是92.5
李华的年龄是16，成绩是96

如本例所示，定义构造函数时并没有在函数体中对成员变量一一赋值，其函数体为空（当然也可以有其他语句），而是在函数首部与函数体之间添加了一个冒号:，后面紧跟m_name(name), m_age(age), m_score(score)语句，这个语句的意思相当于函数体内部的m_name = name; m_age = age; m_score = score;语句，也是赋值的意思。

使用构造函数初始化列表并没有效率上的优势，仅仅是书写方便，尤其是成员变量较多时，这种写法非常简单明了。

初始化列表可以用于全部成员变量，也可以只用于部分成员变量。下面的示例只对 m_name 使用初始化列表，其他成员变量还是一一赋值：

注意，成员变量的初始化顺序与初始化列表中列出的变量的顺序无关，它只与成员变量在类中声明的顺序有关。请看代码：

在初始化列表中，我们将 m_b 放在了 m_a 的前面，看起来是先给 m_b 赋值，再给 m_a 赋值，其实不然！成员变量的赋值顺序由它们在类中的声明顺序决定，在 Demo 类中，我们先声明的 m_a，再声明的 m_b，所以构造函数和下面的代码等价：

给 m_a 赋值时，m_b 还未被初始化，它的值是不确定的，所以输出的 m_a 的值是一个奇怪的数字；给 m_a 赋值完成后才给 m_b 赋值，此时 m_b 的值才是 100。 obj 在栈上分配内存，成员变量的初始值是不确定的。

初始化 const 成员变量

构造函数初始化列表还有一个很重要的作用，那就是初始化 const 成员变量。初始化 const 成员变量的唯一方法就是使用初始化列表。例如 VS/VC 不支持变长数组（数组长度不能是变量），我们自己定义了一个 VLA 类，用于模拟变长数组，请看下面的代码：

VLA 类包含了两个成员变量，m_len 和 m_arr 指针，需要注意的是 m_len 加了 const 修饰，只能使用初始化列表的方式赋值，如果写作下面的形式是错误的：

C++析构函数详解

创建对象时系统会自动调用构造函数进行初始化工作，同样，销毁对象时系统也会自动调用一个函数来进行清理工作，例如释放分配的内存、关闭打开的文件等，这个函数就是析构函数。

析构函数（Destructor）也是一种特殊的成员函数，没有返回值，不需要程序员显式调用（程序员也没法显式调用），而是在销毁对象时自动执行。构造函数的名字和类名相同，而析构函数的名字是在类名前面加一个~符号。

注意：析构函数没有参数，不能被重载，因此一个类只能有一个析构函数。如果用户没有定义，编译器会自动生成一个默认的析构函数。

上节我们定义了一个 VLA 类来模拟变长数组，它使用一个构造函数为数组分配内存，这些内存在数组被销毁后不会自动释放，所以非常有必要再添加一个析构函数，专门用来释放已经分配的内存。请看下面的完整示例：

运行结果：
Input array length: 5
Input 5 numbers: 99 23 45 10 100
Elements: 99, 23, 45, 10, 100

~VLA()就是 VLA 类的析构函数，它的唯一作用就是在删除对象（第 53 行代码）后释放已经分配的内存。

函数名是标识符的一种，原则上标识符的命名中不允许出现~符号，在析构函数的名字中出现的~可以认为是一种特殊情况，目的是为了和构造函数的名字加以对比和区分。

注意：at() 函数只在类的内部使用，所以将它声明为 private 属性；m_len 变量不允许修改，所以用 const 进行了限制，这样就只能使用初始化列表来进行赋值。

C++ 中的 new 和 delete 分别用来分配和释放内存，它们与C语言中 malloc()、free() 最大的一个不同之处在于：用 new 分配内存时会调用构造函数，用 delete 释放内存时会调用析构函数。构造函数和析构函数对于类来说是不可或缺的，所以在C++中我们非常鼓励使用 new 和 delete。

析构函数的执行时机

析构函数在对象被销毁时调用，而对象的销毁时机与它所在的内存区域有关。不了解内存分区的读者请阅读《C语言内存精讲》专题。

在所有函数之外创建的对象是全局对象，它和全局变量类似，位于内存分区中的全局数据区，程序在结束执行时会调用这些对象的析构函数。

在函数内部创建的对象是局部对象，它和局部变量类似，位于栈区，函数执行结束时会调用这些对象的析构函数。

new 创建的对象位于堆区，通过 delete 删除时才会调用析构函数；如果没有 delete，析构函数就不会被执行。

C++成员对象和封闭类详解

一个类的成员变量如果是另一个类的对象，就称之为“成员对象”。包含成员对象的类叫封闭类（enclosed class）。

成员对象的初始化

创建封闭类的对象时，它包含的成员对象也需要被创建，这就会引发成员对象构造函数的调用。如何让编译器知道，成员对象到底是用哪个构造函数初始化的呢？这就需要借助封闭类构造函数的初始化列表。

类名::构造函数名(参数表): 成员变量1(参数表), 成员变量2(参数表), …
{
//TODO:
}

对于基本类型的成员变量，“参数表”中只有一个值，就是初始值，在调用构造函数时，会把这个初始值直接赋给成员变量。

但是对于成员对象，“参数表”中存放的是构造函数的参数，它可能是一个值，也可能是多个值，它指明了该成员对象如何被初始化。

运行结果：
价格：200000￥
轮毂直径：19吋
轮胎宽度：245mm
排量：2L

Car 是一个封闭类，它有两个成员对象：m_tyre 和 m_engine。在编译第 51 行时，编译器需要知道 car 对象中的 m_tyre 和 m_engine 成员对象该如何初始化。

编评器已经知道这里的 car 对象是用第 42 行的 Car(int price, int radius, int width) 构造函数初始化的，那么 m_tyre 和 m_engine 该如何初始化，就要看第 42 行后面的初始化列表了。该初始化列表表明：

总之，生成封闭类对象的语句一定要让编译器能够弄明白其成员对象是如何初始化的，否则就会编译错误。

在上面的程序中，如果 Car 类的构造函数没有初始化列表，那么第 51 行就会编译出错，因为编译器不知道该如何初始化 car.m_tyre 对象，因为 Tyre 类没有无参构造函数，而编译器又找不到用来初始化 car.m_tyre 对象的参数。

成员对象的消亡

封闭类对象生成时，先执行所有成员对象的构造函数，然后才执行封闭类自己的构造函数。成员对象构造函数的执行次序和成员对象在类定义中的次序一致，与它们在构造函数初始化列表中出现的次序无关。

当封闭类对象消亡时，先执行封闭类的析构函数，然后再执行成员对象的析构函数，成员对象析构函数的执行次序和构造函数的执行次序相反，即先构造的后析构，这是 C++ 处理此类次序问题的一般规律。

运行结果：
Engine constructor
Tyre constructor
Car constructor
Car destructor
Tyre destructor
Engine destructor

C++ this指针详解（精辟）

this 是 C++ 中的一个关键字，也是一个 const 指针，它指向当前对象，通过它可以访问当前对象的所有成员。

所谓当前对象，是指正在使用的对象。例如对于stu.show();，stu 就是当前对象，this 就指向 stu。

this 只能用在类的内部，通过 this 可以访问类的所有成员，包括 private、protected、public 属性的。

本例中成员函数的参数和成员变量重名，只能通过 this 区分。以成员函数setname(char *name)为例，它的形参是name，和成员变量name重名，如果写作name = name;这样的语句，就是给形参name赋值，而不是给成员变量name赋值。而写作this -> name = name;后，=左边的name就是成员变量，右边的name就是形参，一目了然。

注意，this 是一个指针，要用->来访问成员变量或成员函数。

this 虽然用在类的内部，但是只有在对象被创建以后才会给 this 赋值，并且这个赋值的过程是编译器自动完成的，不需要用户干预，用户也不能显式地给 this 赋值。本例中，this 的值和 pstu 的值是相同的。

我们不妨来证明一下，给 Student 类添加一个成员函数printThis()，专门用来输出 this 的值，如下所示：

可以发现，this 确实指向了当前对象，而且对于不同的对象，this 的值也不一样。

this 到底是什么

this 实际上是成员函数的一个形参，在调用成员函数时将对象的地址作为实参传递给 this。不过 this 这个形参是隐式的，它并不出现在代码中，而是在编译阶段由编译器默默地将它添加到参数列表中。

this 作为隐式形参，本质上是成员函数的局部变量，所以只能用在成员函数的内部，并且只有在通过对象调用成员函数时才给 this 赋值。

在《C++函数编译原理和成员函数的实现》一节中讲到，成员函数最终被编译成与对象无关的普通函数，除了成员变量，会丢失所有信息，所以编译时要在成员函数中添加一个额外的参数，把当前对象的首地址传入，以此来关联成员函数和成员变量。这个额外的参数，实际上就是 this，它是成员函数和成员变量关联的桥梁。

C++ static静态成员变量详解

对象的内存中包含了成员变量，不同的对象占用不同的内存（已在《C++对象的内存模型》中提到），这使得不同对象的成员变量相互独立，它们的值不受其他对象的影响。例如有两个相同类型的对象 a、b，它们都有一个成员变量 m_name，那么修改 a.m_name 的值不会影响 b.m_name 的值。

可是有时候我们希望在多个对象之间共享数据，对象 a 改变了某份数据后对象 b 可以检测到。共享数据的典型使用场景是计数，以前面的 Student 类为例，如果我们想知道班级中共有多少名学生，就可以设置一份共享的变量，每次创建对象时让该变量加 1。

在C++中，我们可以使用静态成员变量来实现多个对象共享数据的目标。静态成员变量是一种特殊的成员变量，它被关键字static修饰，例如：

这段代码声明了一个静态成员变量 m_total，用来统计学生的人数。

static 成员变量属于类，不属于某个具体的对象，即使创建多个对象，也只为 m_total 分配一份内存，所有对象使用的都是这份内存中的数据。当某个对象修改了 m_total，也会影响到其他对象。

type 是变量的类型，class 是类名，name 是变量名，value 是初始值。将上面的 m_total 初始化：

静态成员变量在初始化时不能再加 static，但必须要有数据类型。被 private、protected、public 修饰的静态成员变量都可以用这种方式初始化。

注意：static 成员变量的内存既不是在声明类时分配，也不是在创建对象时分配，而是在（类外）初始化时分配。反过来说，没有在类外初始化的 static 成员变量不能使用。

static 成员变量既可以通过对象来访问，也可以通过类来访问。请看下面的例子：

注意：static 成员变量不占用对象的内存，而是在所有对象之外开辟内存，即使不创建对象也可以访问。具体来说，static 成员变量和普通的 static 变量类似，都在内存分区中的全局数据区分配内存，不了解的读者请阅读《C语言内存精讲》专题。

运行结果：
小明的年龄是15，成绩是90（当前共有1名学生）
李磊的年龄是16，成绩是80（当前共有2名学生）
张华的年龄是16，成绩是99（当前共有3名学生）
王康的年龄是14，成绩是60（当前共有4名学生）

本例中将 m_total 声明为静态成员变量，每次创建对象时，会调用构造函数使 m_total 的值加 1。

之所以使用匿名对象，是因为每次创建对象后只会使用它的 show() 函数，不再进行其他操作。不过使用匿名对象无法回收内存，会导致内存泄露，在中大型程序中不建议使用。

几点说明

初始化时可以赋初值，也可以不赋值。如果不赋值，那么会被默认初始化为 0。全局数据区的变量都有默认的初始值 0，而动态数据区（堆区、栈区）变量的默认值是不确定的，一般认为是垃圾值。

C++ static静态成员函数详解

在类中，static 除了可以声明静态成员变量，还可以声明静态成员函数。普通成员函数可以访问所有成员（包括成员变量和成员函数），静态成员函数只能访问静态成员。

编译器在编译一个普通成员函数时，会隐式地增加一个形参 this，并把当前对象的地址赋值给 this，所以普通成员函数只能在创建对象后通过对象来调用，因为它需要当前对象的地址。而静态成员函数可以通过类来直接调用，编译器不会为它增加形参 this，它不需要当前对象的地址，所以不管有没有创建对象，都可以调用静态成员函数。

普通成员变量占用对象的内存，静态成员函数没有 this 指针，不知道指向哪个对象，无法访问对象的成员变量，也就是说静态成员函数不能访问普通成员变量，只能访问静态成员变量。

普通成员函数必须通过对象才能调用，而静态成员函数没有 this 指针，无法在函数体内部访问某个对象，所以不能调用普通成员函数，只能调用静态成员函数。

静态成员函数与普通成员函数的根本区别在于：普通成员函数有 this 指针，可以访问类中的任意成员；而静态成员函数没有 this 指针，只能访问静态成员（包括静态成员变量和静态成员函数）。

下面是一个完整的例子，该例通过静态成员函数来获得学生的总人数和总成绩：

运行结果：
小明的年龄是15，成绩是90.6
李磊的年龄是16，成绩是80.5
张华的年龄是16，成绩是99
王康的年龄是14，成绩是60.8
当前共有4名学生，总成绩是330.9，平均分是82.725

总人数 m_total 和总成绩 m_points 由各个对象累加得到，必须声明为 static 才能共享；getTotal()、getPoints() 分别用来获取总人数和总成绩，为了访问 static 成员变量，我们将这两个函数也声明为 static。

在C++中，静态成员函数的主要目的是访问静态成员。getTotal()、getPoints() 当然也可以声明为普通成员函数，但是它们都只对静态成员进行操作，加上 static 语义更加明确。

和静态成员变量类似，静态成员函数在声明时要加 static，在定义时不能加 static。静态成员函数可以通过类来调用（一般都是这样做），也可以通过对象来调用，上例仅仅演示了如何通过类来调用。

C++ const成员变量和成员函数（常成员函数）

在类中，如果你不希望某些数据被修改，可以使用const关键字加以限定。const 可以用来修饰成员变量和成员函数。

const成员变量

const 成员变量的用法和普通 const 变量的用法相似，只需要在声明时加上 const 关键字。初始化 const 成员变量只有一种方法，就是通过构造函数的初始化列表，这点在前面已经讲到了，请猛击《C++初始化列表》回顾。

const成员函数（常成员函数）

const 成员函数可以使用类中的所有成员变量，但是不能修改它们的值，这种措施主要还是为了保护数据而设置的。const 成员函数也称为常成员函数。

我们通常将 get 函数设置为常成员函数。读取成员变量的函数的名字通常以get开头，后跟成员变量的名字，所以通常将它们称为 get 函数。

常成员函数需要在声明和定义的时候在函数头部的结尾加上 const 关键字，请看下面的例子：

getname()、getage()、getscore() 三个函数的功能都很简单，仅仅是为了获取成员变量的值，没有任何修改成员变量的企图，所以我们加了 const 限制，这是一种保险的做法，同时也使得语义更加明显。

需要强调的是，必须在成员函数的声明和定义处同时加上 const 关键字。char *getname() const和char *getname()是两个不同的函数原型，如果只在一个地方加 const 会导致声明和定义处的函数原型冲突。

C++ const对象（常对象）

在 C++ 中，const 也可以用来修饰对象，称为常对象。一旦将对象定义为常对象之后，就只能调用类的 const 成员（包括 const 成员变量和 const 成员函数）了。

class为类名，object为对象名，params为实参列表，p为指针名。两种方式定义出来的对象都是常对象。如果你对 const 的用法不理解，请猛击《C语言const的用法详解》。一旦将对象定义为常对象之后，不管是哪种形式，该对象就只能访问被 const 修饰的成员了（包括 const 成员变量和 const 成员函数），因为非 const 成员可能会修改对象的数据（编译器也会这样假设），C++禁止这样做。

本例中，stu、pstu 分别是常对象以及常对象指针，它们都只能调用 const 成员函数。

类其实也是一种作用域

类其实也是一种作用域，每个类都会定义它自己的作用域。在类的作用域之外，普通的成员只能通过对象（可以是对象本身，也可以是对象指针或对象引用）来访问，静态成员既可以通过对象访问，又可以通过类访问，而 typedef 定义的类型只能通过类来访问。

定义在类外部的成员

一个类就是一个作用域的事实能够很好的解释为什么我们在类的外部定义成员函数时必须同时提供类名和函数名。在类的外部，类内部成员的名字是不可见的。

一旦遇到类名，定义的剩余部分就在类的作用域之内了，这里的剩余部分包括参数列表和函数体。结果就是，我们可以直接使用类的其他成员而无需再次授权了。请看下面的例子：

我们在定义 show() 函数时用到了类 A 中定义的一种类型 PCHAR，因为前面已经指明了当前正位于 A 类的作用域中，所以不用再使用A::PCHAR这样的冗余形式。同理，编译器也知道函数体中用到的变量 n 也位于 A 类的作用域。

另一方面，函数的返回值类型出现在函数名之前，当成员函数定义在类的外部时，返回值类型中使用的名字都位于类的作用域之外，此时必须指明该名字是哪个类的成员。修改上面的 show() 函数，让它的返回值类型为 PCHAR：

这种写法是错误的。因为返回值类型 PCHAR 出现在类名之前，所以事实上它是位于 A 类的作用域之外的。这种情况下要想使用 PCHAR 作为返回值类型，就必须指明哪个类定义了它，正确的写法如下所示：

C++ class和struct到底有什么区别

C++ 中保留了C语言的 struct 关键字，并且加以扩充。在C语言中，struct 只能包含成员变量，不能包含成员函数。而在C++中，struct 类似于 class，既可以包含成员变量，又可以包含成员函数。

C++ 没有抛弃C语言中的 struct 关键字，其意义就在于给C语言程序开发人员有一个归属感，并且能让C++编译器兼容以前用C语言开发出来的项目。

在编写C++代码时，我强烈建议使用 class 来定义类，而使用 struct 来定义结构体，这样做语义更加明确。

运行结果：
小明的年龄是15，成绩是92.5
李华的年龄是16，成绩是96

这段代码可以通过编译，说明 struct 默认的成员都是 public 属性的，否则不能通过对象访问成员函数。如果将 struct 关键字替换为 class，那么就会编译报错。

C++ string详解，C++字符串详解

C++ 大大增强了对字符串的支持，除了可以使用C风格的字符串，还可以使用内置的 string 类。string 类处理起字符串来会方便很多，完全可以代替C语言中的字符数组或字符串指针。

string 是 C++ 中常用的一个类，它非常重要，我们有必要在此单独讲解一下。

使用 string 类需要包含头文件，下面的例子介绍了几种定义 string 变量（对象）的方法：

变量 s1 只是定义但没有初始化，编译器会将默认值赋给 s1，默认值是""，也即空字符串。

变量 s2 在定义的同时被初始化为"c plus plus"。与C风格的字符串不同，string 的结尾没有结束标志'\0'。

变量 s3 在定义的时候直接用 s2 进行初始化，因此 s3 的内容也是"c plus plus"。

变量 s4 被初始化为由 5 个's'字符组成的字符串，也就是"sssss"。

从上面的代码可以看出，string 变量可以直接通过赋值操作符=进行赋值。string 变量也可以用C风格的字符串进行赋值，例如，s2 是用一个字符串常量进行初始化的，而 s3 则是通过 s2 变量进行初始化的。

与C风格的字符串不同，当我们需要知道字符串长度时，可以调用 string 类提供的 length() 函数。如下所示：

输出结果为22。由于 string 的末尾没有'\0'字符，所以 length() 返回的是字符串的真实长度，而不是长度 +1。

转换为C风格的字符串

虽然 C++ 提供了 string 类来替代C语言中的字符串，但是在实际编程中，有时候必须要使用C风格的字符串（例如打开文件时的路径），为此，string 类为我们提供了一个转换函数 c_str()，该函数能够将 string 字符串转换为C风格的字符串，并返回该字符串的 const 指针（const char*）。请看下面的代码：

为了使用C语言中的 fopen() 函数打开文件，必须将 string 字符串转换为C风格的字符串。

string 字符串的输入输出

string 类重载了输入输出运算符，可以像对待普通变量那样对待 string 变量，也就是用>>进行输入，用<<进行输出。请看下面的代码：

运行结果：
http://c.biancheng.net http://vip.biancheng.net↙
http://c.biancheng.net

虽然我们输入了两个由空格隔开的网址，但是只输出了一个，这是因为输入运算符>>默认会忽略空格，遇到空格就认为输入结束，所以最后输入的http://vip.biancheng.net没有被存储到变量 s。

访问字符串中的字符

string 字符串也可以像C风格的字符串一样按照下标来访问其中的每一个字符。string 字符串的起始下标仍是从 0 开始。请看下面的代码：

本例定义了一个 string 变量 s，并赋值 “1234567890”，之后用 for 循环遍历输出每一个字符。借助下标，除了能够访问每个字符，也可以修改每个字符，s[5] = '5';就将第6个字符修改为 ‘5’，所以 s 最后为 “1234557890”。

字符串的拼接

有了 string 类，我们可以使用+或+=运算符来直接拼接字符串，非常方便，再也不需要使用C语言中的 strcat()、strcpy()、malloc() 等函数来拼接字符串了，再也不用担心空间不够会溢出了。

用+来拼接字符串时，运算符的两边可以都是 string 字符串，也可以是一个 string 字符串和一个C风格的字符串，还可以是一个 string 字符串和一个字符数组，或者是一个 string 字符串和一个单独的字符。请看下面的例子：

string 字符串的增删改查

C++ 提供的 string 类包含了若干实用的成员函数，大大方便了字符串的增加、删除、更改、查询等操作。

一. 插入字符串

insert() 函数可以在 string 字符串中指定的位置插入另一个字符串，它的一种原型为：

pos 表示要插入的位置，也就是下标；str 表示要插入的字符串，它可以是 string 字符串，也可以是C风格的字符串。

insert() 函数的第一个参数有越界的可能，如果越界，则会产生运行时异常，我们将会在《C++异常（Exception）》一章中详细讲解如何捕获这个异常。

更多 insert() 函数的原型和用法请参考：http://www.cplusplus.com/reference/string/string/insert/

二. 删除字符串

erase() 函数可以删除 string 中的一个子字符串。它的一种原型为：

pos 表示要删除的子字符串的起始下标，len 表示要删除子字符串的长度。如果不指明 len 的话，那么直接删除从 pos 到字符串结束处的所有字符（此时 len = str.length - pos）。

有读者担心，在 pos 参数没有越界的情况下， len 参数也可能会导致要删除的子字符串越界。但实际上这种情况不会发生，erase() 函数会从以下两个值中取出最小的一个作为待删除子字符串的长度：

三. 提取子字符串

substr() 函数用于从 string 字符串中提取子字符串，它的原型为：

pos 为要提取的子字符串的起始下标，len 为要提取的子字符串的长度。

四. 字符串查找

1) find() 函数

find() 函数用于在 string 字符串中查找子字符串出现的位置，它其中的两种原型为：

size_t find (const string& str, size_t pos = 0) const;
size_t find (const char* s, size_t pos = 0) const;

第一个参数为待查找的子字符串，它可以是 string 字符串，也可以是C风格的字符串。第二个参数为开始查找的位置（下标）；如果不指明，则从第0个字符开始查找。

find() 函数最终返回的是子字符串第一次出现在字符串中的起始下标。本例最终是在下标 6 处找到了 s2 字符串。如果没有查找到子字符串，那么会返回 string::npos，它是 string 类内部定义的一个静态常成员，用来表示 size_t 类型所能存储的最大值。

2) rfind() 函数

rfind() 和 find() 很类似，同样是在字符串中查找子字符串，不同的是 find() 函数从第二个参数开始往后查找，而 rfind() 函数则最多查找到第二个参数处，如果到了第二个参数所指定的下标还没有找到子字符串，则返回 string::npos。

3) find_first_of() 函数

find_first_of() 函数用于查找子字符串和字符串共同具有的字符在字符串中首次出现的位置。请看下面的代码：

本例中 s1 和 s2 共同具有的字符是‘s’，该字符在 s1 中首次出现的下标是3，故查找结果返回3。

C++类和对象的总结，拿去做笔记吧

成员函数之间可以互相调用，成员函数内部可以访问成员变量。

私有成员只能在类的成员函数内部访问。默认情况下，class 类的成员是私有的，struct 类的成员是公有的。

可以用“对象名.成员名”、“引用名.成员名”、“对象指针->成员名”的方法访问对象的成员变量或调用成员函数。成员函数被调用时，可以用上述三种方法指定函数是作用在哪个对象上的。

对象所占用的存储空间的大小等于各成员变量所占用的存储空间的大小之和（如果不考虑成员变量对齐问题的话）。

定义类时，如果一个构造函数都不写，则编译器自动生成默认（无参）构造函数和复制构造函数。如果编写了构造函数，则编译器不自动生成默认构造函数。一个类不一定会有默认构造函数，但一定会有复制构造函数。

任何生成对象的语句都要说明对象是用哪个构造函数初始化的。即便定义对象数组，也要对数组中的每个元素如何初始化进行说明。如果不说明，则编译器认为对象是用默认构造函数或参数全部可以省略的构造函数初始化。在这种情况下，如果类没有默认构造函数或参数全部可以省略的构造函数，则编译出错。

每个对象有各自的一份普通成员变量，但是静态成员变量只有一份，被所有对象所共享。静态成员函数不具体作用于某个对象。即便对象不存在，也可以访问类的静态成员。静态成员函数内部不能访问非静态成员变量，也不能调用非静态成员函数。

常量对象上面不能执行非常量成员函数，只能执行常量成员函数。

包含成员对象的类叫封闭类。任何能够生成封闭类对象的语句，都要说明对象中包含的成员对象是如何初始化的。如果不说明，则编译器认为成员对象是用默认构造函数或参数全部可以省略的构造函数初始化。

在封闭类的构造函数的初始化列表中可以说明成员对象如何初始化。封闭类对象生成时，先执行成员对象的构造函数，再执行自身的构造函数；封闭类对象消亡时，先执行自身的析构函数，再执行成员对象的析构函数。

const 成员和引用成员必须在构造函数的初始化列表中初始化，此后值不可修改。

成员函数中出现的 this 指针，就是指向成员函数所作用的对象的指针。因此，静态成员函数内部不能出现 this 指针。成员函数实际上的参数个数比表面上看到的多一个，多出来的参数就是 this 指针。

文章目录

C++类的定义和对象的创建详解

类的定义

创建对象

访问类的成员

使用对象指针

总结

C++类的成员变量和成员函数详解

在类体中和类体外定义成员函数的区别

C++类成员的访问权限以及类的封装

简单地谈类的封装

对private和public的更多说明

C++对象的内存模型

C++构造函数详解

构造函数的重载

默认构造函数

C++构造函数初始化列表

初始化 const 成员变量

C++析构函数详解

析构函数的执行时机

C++成员对象和封闭类详解

成员对象的初始化

成员对象的消亡

C++ this指针详解（精辟）

this 到底是什么

C++ static静态成员变量详解

几点说明

C++ static静态成员函数详解

C++ const成员变量和成员函数（常成员函数）

const成员变量

const成员函数（常成员函数）

C++ const对象（常对象）

类其实也是一种作用域

定义在类外部的成员

C++ class和struct到底有什么区别

C++ string详解，C++字符串详解

转换为C风格的字符串

string 字符串的输入输出

访问字符串中的字符

字符串的拼接

string 字符串的增删改查

一. 插入字符串

二. 删除字符串

三. 提取子字符串

四. 字符串查找

1) find() 函数

2) rfind() 函数

3) find_first_of() 函数

C++类和对象的总结，拿去做笔记吧