C++核心编程--对象篇

#include
using namespace std;


//-构造函数，没有返回值也不写void
//- 函数名称和类名相同
//- 构造函数可以有参数，因此可以发生重载
//- 程序在调用对象时候会自动调用构造，无需手动调用，而且只会调用一次
class Person2 {
public:
	Person2() {
		cout << "person2的构造被调用" << endl;
	}
	~Person2() {
		cout << "person2的析构函数被调用" << endl;
	}
};

void test05() {
	Person2 p1;
}

int main() {
	test05();//栈上的数据执行完后会自动释放

	system("pause");
	return 0;
}
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class Person2 {
public:
	//无参有参构造
	Person2() {
		cout << "person2的构造被调用" << endl;
	}
	Person2(int a) {
		cout << "person2的构造被调用" << endl;
	}
};
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	//拷贝构造函数
	Person2(const Person2 &p) {
		//将传入的对象所有属性拷贝到身上
		age = p.age;
	}

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//调用
void test06() {
	//-括号法
	Person2 p;
	//有参构造函数
	Person2 p1(10);
	Person2 p2(p1);
	cout << "P1的年龄:" << p1.age << endl;
	cout << "P2的年龄:" << p2.age << endl;
	//- 显示法
	//- 隐式转换法
}
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//- 显示法
Person2 p1;
Person2 p2 = Person2(10);//有参构造
Person2 p3 = Person2(p2);//拷贝构造
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//编译器会认为 Person(p3) === Person p3; 对象声明
Person2(p3);
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#include
using namespace std;

class Person3 {
public:
	Person3() {
		cout << "Person3构造函数被调用" << endl;
	}
	Person3(int a) {
		m_Age1 = a;
		cout << "Person3有参构造函数被调用" << endl;
	}
	Person3(const Person3 & p) {
		m_Age1 = p.m_Age1;
		cout << "Person3拷贝构造构造函数被调用" << endl;
	}
	~Person3() {
		cout << "Person3析构函数被调用" << endl;
	}
	int m_Age1;
};

//-使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
void test06() {
	Person3 p1(20);
	Person3 p2(p1);

	cout << "P2的年龄:"<

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2. 值传递的方式给函数参数传值

//- 值传递的方式给函数参数传值
//值传递会拷贝一个副本
void doWork(Person3 p) {

}

void test07() {
	Person3 p;
	doWork(p);
}

//- 以值方式返回局部对象


int main() {
	test07();
	system("pause");
	return 0;
}
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2. 以值方式返回局部对象

//- 以值方式返回局部对象

Person3 doWork2() {
	//这里返回出去的是一个新的对象，会自己拷贝一个
	Person3 p1;
	cout << (int*)&p1 << endl;
	return p1;
}

void test08() {
	//这里可以测试一下是不是同一个对象
	Person3 p = doWork2();
	cout << (int*)&p << endl;
}

int main() {
	test08();
	system("pause");
	return 0;
}
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4.2.4、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. c++编译器至少给一个类添加3个函数

#include
using namespace std;
//构造函数调用规则
class Person10 {
public:
	Person10() {
		cout << "person构造函数被调用" << endl;
	}
	Person10(int a) {
		m_age = a;
		cout << "person构造函数被调用" << endl;
	}
	Person10(const Person10 &p) {
		m_age = p.m_age;
	}
	~Person10() {
		cout << "person析构函数被调用" << endl;
	}
	int m_age;
};

void test09() {
	Person10 p;
	p.m_age = 18;

	Person10 p2(p);

	cout << "p2的年龄为：" << p2.m_age << endl;

}
int main() {
	test09();
	system("pause");
	return 0;
}
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正常情况下输出结构

当我们随意注释掉一个函数，编译器依然可以自动运行，给我们提供一个临时的拷贝构造函数

2. 如果用户定义有参构造函数，c++不在提供默认无参构造

这里我们注释掉自己写的无参构造，运行一下。

但是会提供默认拷贝构造

3. 如果用户定义拷贝构造函数，c++不会再提供其他构造函数

我们将拷贝构造以外的所有函数注释掉

4.2.5、 深拷贝与浅拷贝

1. 浅拷贝：简单的赋值拷贝操作
2. 深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

​ 浅拷贝带来的问题就是堆区内存重复释放

​ 如果我们在函数中开辟了一段堆区数据，我们又用的浅拷贝方式，在运行析构函数时，两块空间都指向同一个地址释放，由于先进后出的原则，前面的释放掉该地址，后面的再释放就会报错，所以需要用到深拷贝来解决该问题。

#include
using namespace std;
class Person5 {
public:
	Person5() {
		cout << "Person5的构造函数被调用" << endl;
	}
	Person5(int a,int height) {
		m_age = a;
		//在堆区开辟个空间
		m_height = new int(height);
		cout << "Person5的参数构造函数被调用" << endl;
	}
	//析构函数的作用就是如果在函数中在堆区开辟了空间，需要手动释放
	~Person5() {
		if (m_height!=NULL)
		{
			//释放掉空间
			delete m_height;
			//把值等于Null 防止野指针出现
			m_height = NULL;
		}
		cout << "Person5的析构函数被调用" << endl;
	}
	int m_age;
	int *m_height;
};

void test06() {
	Person5 p1(18,160);
	cout << "P1的年龄为：" << p1.m_age <<"身高为：" <<*p1.m_height<< endl;
	Person5 p2(p1);
	cout << "P1的年龄为：" << p2.m_age << "身高为：" <<*p2.m_height << endl;
}

int main() {

	test06();
	system("pause");
	return 0;
}
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​ 这里可以看到编译器因为重复释放问题报错，为了解决这个重复释放的问题，我们自己写一个拷贝构造函数，解决浅拷贝带来的问题

	//自己实现拷贝构造函数 解决浅拷贝带来的问题
	Person5(const Person5 &p) {
		cout << "Person拷贝构造函数调用" << endl;
		m_age = p.m_age;
		//深拷贝操作
		m_height = new int(*p.m_height);

	}
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这里重新开辟空间，大小为p.m_height的解引用

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

4.2.6、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）…{}

#include
using namespace std;
class Person7 {
public:
	//传统赋值操作
	Person7(int a, int b, int c) {
		m_a = a;
		m_b = b;
		m_c = c;
	}
    
    //初始化列表初始化属性
	Person7(int a,int b,int c):m_a(a),m_b(b), m_c(c) {

	}
    
	int m_a;
	int m_b;
	int m_c;
};

void test07() {
	Person7 p1(10,20,30);
	cout << "p1的a值为:"<< p1.m_a << endl;
	cout << "p1的b值为:"<< p1.m_b << endl;
	cout << "p1的c值为:"<< p1.m_c << endl;
}

int main() {
	test07();
	system("pause");
	return 0;
}
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4.2.7、类对象作为类成员

c++类中的成员可以是另一个类的对象，我们称为该成员为成员对象

class A{}
class B{
    A a;
}
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那么在创建B对象时，A，B的构造和解析的顺序是谁先谁后

#include
#include
using namespace std;

class Phone {
public:
	Phone(string n):mP_Name(n) {
		cout << "Phone的构造函数调用" << endl;
	}

	string mP_Name;
};

class Person0 {
public:
	Person0(string name, string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName) {
		cout << "person的构造函数被调用" << endl;
	}
	string m_Name;
	Phone m_Phone;
};

void test08() {
	Person0 p("zy", "华为");
	cout << "name:" << p.m_Name << "手机:" << p.m_Phone.mP_Name<< endl;
}
int main() {
	test08();
	system("pause");
	return 0;
}
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构造时：我们可以看到是先有成员对象，再有的自身

析构时：先自身，再成员对象

也就是像栈的先进后出，后进先出

4.2.8、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：

1. 静态成员变量
   • 所有对象共享同一份数据
   • 再编译阶段分配内存
   • 类内声明，类外初始化
2. 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

#include
using namespace std;

//静态成员变量
class Person {
public:
	static  int m_A;
};
//- 所有对象共享同一份数据
//- 再编译阶段分配内存
//- 类内声明，类外初始化!!!必须要类外初始化

int Person::m_A = 100;

void test05() {
	Person p1;
	cout << "m_A的值为:" << p1.m_A << endl;

	Person p2;
	//所有对象共享同一份数据
	p2.m_A = 200;
	cout << "p2修改后m_A的值为:" << p1.m_A << endl;
}

int main() {
	test05();

	system("pause");
	return 0;
}
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​ 静态成员变量 不属于某个对象上，所有对象都共享同一份数据。可通过对象进行访问，也可以直接通过类名进行访问

	cout << "p2修改后m_A的值为:" << p1.m_A << endl;
	cout << "p2修改后m_A的值为:" << Person::m_A << endl;
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​ 如果写到private权限下那么m_A的值在类外也不可以被访问

• 静态成员函数

静态函数和静态变量使用方法类似

#include
using namespace std;

class Person2 {
public:
	static void fun() {
		//静态成员函数只能访问静态成员变量
		m_A = 100;
		//m_B = 200;
		cout << m_A << endl;
	}
	static int m_A;
	int m_B;
};

int  Person2::m_A = 0;

void test06() {
	Person2 p1;

	//两种访问方式
	p1.fun();
	Person2::fun();

	Person2 p2;
	//共用同一个方法
	p2.fun();
}
int main() {
	//test05();
	test06();
	system("pause");
	return 0;
}

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静态成员函数只能访问静态成员变量

4.3、C++对象模型和this指针

4.3.1、成员变量和成员函数分开存储

在C++中，成员变量和成员函数分开存储

只有非静态成员变量才属于类的对象上

1. 在C++中一个空对象占用的内存空间为1字节

#include
using namespace std;

//成员变量和成员函数分开存储 
class Person {
};

void test04() {
	Person p1;
	//C++会给每一个空对象分配一字节空间，
	//是为了区分空对象占用内存的位置
	cout << sizeof(p1) << endl;
}

int main() {
	test04();
	system("pause");
	return 0;
}

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2. 如果里面声明了一个非静态变量，内存空间会发生改变

class Person {
public:
	int m_A;
};
void test05() {
	Person p2;
	cout << sizeof(p2) << endl;
}
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2. 静态成员变量、静态成员函数、非静态成员函数均不属于类对象上

class Person {
public:
	int m_A;
    
	static  int m_B;
	void fun() {};
	static void fun2() {};
};
int Person::m_B = 0;

void test05() {
	Person p2;
	cout << sizeof(p2) << endl;
}
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4.3.2、this指针概念

​ 通过4.3.1我们知道c++中成员变量和成员函数是分开存储的

​ 每个非静态成员函数只会诞生一份函数实例，也就是多个同类型的对象会共用一块代码，那么这块代码是如何区分是那个对象调用了自己呢？

​ C++通过提供特殊的对象指针this指针，解决上述问题。this指针指向被调用的成员函数所属的对象

this指针是隐含每一个非静态成员函数内的一种指针

this指针不需要定义，直接使用即可

this指针的用途：

• 当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分
• 在类的非静态成员函数中返回对象本身，可使用return *this

1. this指针指向被调用的成员函数所属的对象

#include
using namespace std;

class Person6 {
public:

	Person6(int age) {
		age = age;
	}
	int age;
};

void test06() {
	Person6 p1(10);
	cout << "P1的值为:" << p1.age << endl;
}

int main() {
	test06();
	system("pause");
	return 0;
}
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这里会出现编译器不认识age属于同一个

所以有两种方法，第一种改变名字，第二种用this指向

2. 链式编程 *this返回自身

class Person6 {
public:
	Person6(int age) {
		this->age = age;
	}

	//做一个年龄+=操作
    //通过 *this返回自身，可以实现链式编程
	Person6& PersonAddAge(Person6 &p) {
		this->age += p.age;
        //this 指向的是p2的指针，而*this指向的就是对象本体
		return *this;
	}
	int age;
};
void test07() {
	Person6 p1(10);
	Person6 p2(10);

		p2.PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1);
	cout << p2.age << endl;
}
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如果不用解引用方式区返回，输出结果就为20

因为编译器会调用拷贝构造函数，创建一个新的对像，不会追加到自身上。

4.3.3、空指针访问成员函数

C++中空指针也是可以调用成员函数的，但是也要注意有没有用到this指针

如果用到this指针，需要加以判断保证代码的健壮性

#include
using namespace std;

class Person6 {
public:
	void showClassName() {
		cout << "this is Person class" << endl;
	}
	void showPersonAge() {
		//报错原因是因为传入的指针为Null
		if (this == NULL)
		{
			return;
		}
		cout << "age=" < m_Age << endl;
	}
	int m_Age;
};

void test05() {
	Person6 *p = NULL;
	p->showClassName();
	p->showPersonAge();
}
int main() {
	system("pause");
	return 0;
}
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4.3.4、const修饰成员函数

常函数：

• 成员函数后加const后我们称为这个函数为常函数
• 常函数内不可以修改成员成员属性
• 成员属性声明时加关键字mutable后，在常函数中依然可以修改

常对象：

• 声明对象前加const称该对象为常对象
• 常对象只能调用常函数

class Person {
public:
	//this指针的本质 是指针常量 指针的指向是不可以修改的
	// const Person * const this;
	//在成员函数后面加const，修饰的是this指向，让指针指向的值也不可以修改
	void showPerson() const {
		this->m_B = 100;
		//this = NULL; 
	}

	void func() {
		m_A = 100;
	}
	int m_A;
	//特殊变量，即使在常函数中，也可以修改该值，加关键字mutable
	mutable int m_B; 

};

void test05() {
	Person p1;
	p1.showPerson();
}

void test06() {
	const Person p; //在对象前加const，变为常对象
	//p.m_A = 100;
	p.m_B = 100;//m_B是特殊值，在常对象也可以修改

	//常对象只能调用常函数
	p.showPerson();
	//p.func(); //常对象不可以调用普通成员函数，因为普通成员函数可以修改属性
}
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4.4、友元

​ 在程序里，有些私有属性也想让类外特殊的一些函数或者类进行访问，就需要用到友元的技术

友元的目的就是让一个函数或者类，访问另一个类中私有成员

关键字：friend

• 三种实现
  • 全局函数做友元
  • 类做友元
  • 成员函数做友元

1. 全局函数做友元

#include
using namespace std;

class Building {
	//为了让全局函数访问到私有的权限可以利用friend关键字
	friend void goodGay(Building* building);
public:
	Building() {
		m_sittingRoom = "客厅";
		m_BedRoom = "卧室";
	}

public:
	string m_sittingRoom;
private:
	string m_BedRoom;
};
//全局函数
void goodGay(Building *building) {
	cout << "正在访问：" << building->m_sittingRoom << endl;	
	cout << "正在访问：" << building->m_BedRoom << endl;
}

void test05() {
	Building buiding;
	goodGay(&buiding);
}
int main() {
	test05();
	system("pause");
	return 0;
}
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2. 类做友元

#include
#include
using namespace std;

class Building {
	//为了让类访问到私有的权限可以利用friend关键字
	friend class GoodGay;
public:
	Building();

public:
	string m_sittingRoom;
private:
	string m_BedRoom;
};

class Building;
class GoodGay {
public:
	GoodGay();
	//访问Building中的属性
	void visit();

	Building * building;

};


//类外写成员函数
Building::Building() {
	m_sittingRoom = "客厅";
	m_BedRoom = "卧室";
};

GoodGay::GoodGay() {
	//指向
	building = new Building;
}

void GoodGay::visit() {
	cout << "类正在访问:" << building->m_sittingRoom << endl;
	cout << "类正在访问:" << building->m_BedRoom << endl;

};

void test05() {
	GoodGay gg;
	gg.visit();
}
int main() {
	test05();
	system("pause");
	return 0;
}
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3. 成员函数做友元

#include
#include
using namespace std;

class Building;
class GoodGay {
public:

	GoodGay();
	//让visit函数可以访问Building中的私有成员
	void visit();
	//让visit2函数不可以访问Building中的私有成员
	void visit2();
private:
	Building *building;
};

class Building {
	 friend  void GoodGay::visit();
public:
	Building();
public:
	string m_sittingRoom;
private:
	string m_BedRoom;
};


Building::Building() {
	m_sittingRoom = "客厅";
	m_BedRoom = "卧室";
}

GoodGay::GoodGay() {
	building = new Building;
}

void GoodGay::visit() {
	cout << "函数正在访问：" << building->m_sittingRoom << endl;
	cout << "函数正在访问：" << building->m_BedRoom << endl;
};
void GoodGay::visit2() {
	cout << "函数正在访问：" << building->m_sittingRoom << endl;
};

void test07() {
	GoodGay gg;
	gg.visit();
}
int main() {
	test07();
	system("pause");
	return 0;
}
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4.5、运算符重载

概念：对已有的运算符重新进行定义，赋予其另一种功能，以适应不同的类型数据

1. 对于内置的数据类型的表达式的运算符是不能被修改的

   例：1+1=0 是不被允许的

2. 不能滥用运算符重载

   例：原本为加法 写成 乘法

• 关键字：operator

4.5.1、加号运算符重载

• operator+

#include
using namespace std;

//加号运算符重载
class Person {
public:
	//成员函数重载+号
	//Person operator+(Person& p1) {
	//	Person temp;
	//	temp.m_valueA = p1.m_valueA + this->m_valueA;
	//	temp.m_valueB = p1.m_valueB + this->m_valueB;
	//	return temp;
	//}
public:
	int m_valueA;
	int m_valueB;
};
//全局实现
Person operator+(Person &p1, Person& p2) {
	Person temp;
	temp.m_valueA = p1.m_valueA + p2.m_valueA;
	temp.m_valueB = p1.m_valueB + p2.m_valueB;
	return temp;
}
//重载实现
Person operator+(Person &p1, int num) {
	Person temp;
	temp.m_valueA = p1.m_valueA + num;
	temp.m_valueB = p1.m_valueB + num;
	return temp;
}
int main() {
	Person p1,p2,p3;
	p1.m_valueA = 10;
	p1.m_valueB = 20;

	p2.m_valueA = 10;
	p2.m_valueB = 20;

	p3 = p1 + p2;
	cout << p3.m_valueA << '\n' << p3.m_valueB << endl;
    
    //重载
	p4 = p1 +10;
	cout << p4.m_valueA << '\n' << p4.m_valueB << endl;
	system("pause");
	return 0;
}
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4.5.2、左移运算符重载

• 关键字operator<<

#include
using namespace std;
class Person {
	friend ostream& operator<<(ostream& cout, Person& p);
public:
	Person(int a, int b) {
		m_A = a;
		m_B = b;
	}
private:
	int m_A;
	int m_B;
};

//ostream 输出流类型
ostream& operator<<(ostream &cout,Person &p) {
	cout << "A:" << p.m_A << " B:" << p.m_B;
	return cout;
}

void test07() {
	Person p1(10,10);
	cout << p1 << endl;;
}
int main() {
	test07();
	system("pause");
	return 0;
}
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4.5.3、后置运算符重载

• operator++() 前置
• operator++(int) 后置

前置递增返回引用，后置递增返回值

#include
using namespace std;
//重载递增

class MyInterger {
friend  ostream& operator<<(ostream& cout, MyInterger myint);
public:
	MyInterger() {
		m_Num = 0;
	}
	//重载前置++运算符
	MyInterger& operator++() {
		m_Num++;
		return *this;
	}
	//重载后置++运算符
	//int 代表占位可以用于区别前置和后置
	MyInterger operator++(int) {
		//先记录当时结果
		MyInterger temp = *this;
		//后递增
		m_Num++;
		//最后将记录的结果做返回
		return temp;
	}
private:
	int m_Num;
};
//重载<<运算符
ostream& operator<<(ostream& cout, MyInterger myint) {
	cout << myint.m_Num << endl;
	return cout;
}
void test06() {
	MyInterger myint;
	cout << ++myint << endl;
}

int main() {
	test06();
	system("pause");
	return 0;
}
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4.5.4、赋值运算符重载

• operator=

#include
using namespace std;
//赋值运算符重载
class Person {
public:
	Person(int age) {
		m_Age = new int(age);
	}
	~Person()
	{
		if (m_Age !=NULL)
		{
			delete m_Age;
			m_Age = NULL;
		}
	}
	//重载 赋值运算符
	Person operator=(Person& p) {
		//先判断是否有属性在堆区如果有先释放干净，然后再深拷贝
		if (m_Age != NULL)
		{
			delete m_Age;
			m_Age = NULL;
		}

		//深拷贝
		m_Age = new int(*p.m_Age);

		//返回本身
		return *this;
	}

int* m_Age;
};

void test01() {
	Person p1(18);
	Person p2(20);
	Person p3(40);
	p3 = p2 = p1;
	cout << *p1.m_Age << endl;
	cout << *p2.m_Age << endl;
}

int main() {
	test01();


	system("pause");
	return 0;
}

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4.5.5、关系运算符重载

• operator==
• operator!=

#include
#include
using namespace std;
class Person {
public:
	Person(string name, int age){
		m_Name = name;
		m_Age = age;
	}
	//重载等号
	bool operator==(Person &p) {
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return true;
		}
		return false;
	}
	//重载不等号
	bool operator!=(Person &p) {
		if (this->m_Name != p.m_Name && this->m_Age != p.m_Age)
		{
			return false;
		}
		return true;
	}

public:
	string m_Name;
	int m_Age;
};
void test01() {
	Person p1("Tom", 18);
	Person p2("Tom", 18);
	Person p3("jeery", 18);
	if (p1==p2)
	{
		cout << "P1和P2相等" << endl;	
	}
	else {
		cout << "P1和P2不相等" << endl;
	}

	if (p1!=p3)
	{
		cout << "P1和P3不相等" << endl;	
	}
	else {
		cout << "P1和P3相等" << endl;
	}
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
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4.5.6、函数调用运算符重载

• 函数调用运算符()也可以重载
• 由于重载后使用的方式非常像函数的调用，因此称为仿函数
• 仿函数没有固定写法，非常灵活
• operator()

//匿名函数对象

MyAdd()(100, 100)

#include
#include
using namespace std;
class MyPrint {
public:
	//重载函数调用运算符
	void operator()(string test) {
		cout << test << endl;	
	}
};
void test01() {
	MyPrint myPrint;
	myPrint("hello world");//由于使用起来非常类似于函数调用，因此称为仿函数
}
//仿函数非常灵活，没有固定的写法
//加法类

class MyAdd {
public:
	int operator()(int num1, int num2) {
		return num1 + num2;
	}
};

void test02() {
	MyAdd m1;
	int sum  =  m1(100, 100);
	cout << sum << endl;

	//匿名函数对象
	cout << MyAdd()(100, 100) << endl;
}
int main() {
	//test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
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