面向对象编程
类
C++ 在 C 语言的基础上增加了面向对象编程，C++ 支持面向对象程序设计。类是 C++ 的核心特性，用户定义的类型。
class Student {
int i; //默认 private
public:
Student(int i,int j,int k):i(i),j(j),k(k){}; //构造方法
~Student(){}; //析构方法
private:
int j;
protected:
int k;
};
Student student(1,2,3); //调用构造方法 栈
//出方法释放student 调用析构方法
//动态内存(堆)
Student *student = new Student(1,2,3);
//释放
delete student;
student = 0;
类的析构函数是类的一种特殊的成员函数，它会在每次删除所创建的对象时执行(不需要手动调用)。
private：可以被该类中的函数、友元函数访问。 不能被任何其他访问，该类的对象也不能访问。
protected：可以被该类中的函数、子类的函数、友元函数访问。 但不能被该类的对象访问。
public：可以被该类中的函数、子类的函数、友元函数访问，也可以被该类的对象访问。
常量函数
函数后写上const，表示不会也不允许修改类中的成员。
class Student {
int i;
public:
Student() {}
~Student() {}
// 常量函数
void setName(char* _name) const {
//错误 不能修改name 去掉const之后可以
name = _name;
}
private:
int j;
char *name;
protected:
int k;
};
友元
类的友元函数是定义在类外部，但有权访问类的所有私有（private）成员和保护（protected）成员
友元可以是一个函数，该函数被称为友元函数；友元也可以是一个类，该类被称为友元类，在这种情况下，整个类及其所有成员都是友元。
友元函数
class Student {
int i;
public:
Student() {}
~Student() {}
void setName(char* _name) {
name = _name;
}
friend void printName(Student *student);
private:
int j;
char *name;
protected:
int k;
};
void printName(Student *student) {
//能够使用student中私有的name属性
cout << student->name << endl;
}
Student *student = new Student;
student->setName("Lance");
printName(student);
友元类
class Student {
int i;
public:
Student() {}
~Student() {}
void setName(char* _name) {
name = _name;
}
friend void printName(Student *student);
//友元类
friend class Teacher;
private:
int j;
char *name;
protected:
int k;
};
class Teacher {
public:
void call(Student *student) {
//能够使用student中私有的name属性
cout << "call:" << student->name << endl;
}
};
静态成员
和Java一样，可以使用static来声明类成员为静态的
当我们使用静态成员属性或者函数时候 需要使用 域运算符 ::
//Instance.h
#ifndef INSTANCE_H
#define INSTANCE_H
class Instance {
public:
static Instance* getInstance();
private:
static Instance *instance;
};
#endif
//Instance.cpp
#include "Instance.h"
Instance* Instance::instance = 0;
Instance* Instance::getInstance() {
//C++11以后，编译器保证内部静态变量的线程安全性
if (!instance) {
instance = new Instance;
}
return instance;
}
重载函数
C++ 允许在同一作用域中的某个函数和运算符指定多个定义，分为函数重载和运算符重载。
函数重载
void print(int i) {
cout << "整数为: " << i << endl;
}
void print(double f) {
cout << "浮点数为: " << f << endl;
}
操作符重载
C++允许重定义或重载大部分 C++ 内置的运算符
函数名是由关键字 operator 和其后要重载的运算符符号构成的
重载运算符可被定义为普通的非成员函数或者被定义为类成员函数
成员函数
class Test1 {
public:
Test1(){}
//定义成员函数进行重载
//返回对象 调用拷贝构造函数 释放函数内 t 对象
//引用类型(Test1&) 没有复制对象 返回的是 t 对象本身 t会被释放 所以会出现问题(数据释放不彻底就不一定)
// 可以输出 t 与 t3 地址查看
Test1 operator+(const Test1& t1) {
Test1 t;
t.i = this->i + t1.i;
return t;
}
//拷贝构造函数 (有默认的)
Test1(const Test1& t){
//浅拷贝
this->i = t.i;
cout << "拷贝" << endl;
//如果动态申请内存 需要深拷贝
};
int i;
};
Test1 t1;
Test1 t2;
t1.i = 100;
t2.i = 200;
//发生两次拷贝
// C++真正的临时对象是不可见的匿名对象
//1、拷贝构造一个无名的临时对象，并返回这个临时对象
//2、由临时对象拷贝构造对象 t3
//语句结束析构临时对象
Test1 t3 = t1 + t2;
cout << t3.i << endl;
Xcode上玩，使用的g++编译器会进行 返回值优化(RVO、NRVO) 从而看不到拷贝构造函数的调用。
可以加入 "-fno-elide-constructors" 取消GNU g++优化
对windows vs编译器cl.exe无效，VS Debug执行RVO，Release执行NRVO
RVO（Return Value Optimization）:消除函数返回时创建的临时对象
NRVO(Named Return Value Optimization)：属于 RVO 的一种技术, 直接将要初始化的对象替代掉返回的局部对象进行操作。
非成员函数
class Test2 {
public:
int i;
};
//定义非成员函数进行 + 重载
Test2 operator+(const Test2& t21, const Test2& t22) {
Test2 t;
t.i = t21.i + t22.i;
return t;
}
Test2 t21;
Test2 t22;
t21.i = 100;
t22.i = 200;
Test2 t23 = t21 + t22;
cout << t23.i << endl;
允许重载的运算符
| 类型 | 运算符 |
|---|---|
| 关系运算符 | ==(等于)，!= (不等于)，< (小于)，> (大于>，<=(小于等于)，>=(大于等于) |
| 逻辑运算符 | ||(逻辑或)，&&(逻辑与)，!(逻辑非) |
| 单目运算符 | + (正)，-(负)，*(指针)，&(取地址) |
| 自增自减运算符 | ++(自增)，--(自减) |
| 位运算符 | | (按位或)，& (按位与)，~(按位取反)，^(按位异或),，<< (左移)，>>(右移) |
| 赋值运算符 | =, +=, -=, *=, /= , % = , &=, |=, ^=, <<=, >>= |
| 空间申请与释放 | new, delete, new[ ] , delete[] |
| 其他运算符 | ()(函数调用)，->(成员访问)，,(逗号)， |
void *operator new (size_t size)
{
cout << "新的new:" << size << endl;
return malloc(size);
}
void operator delete(void *p)
{
//释放由p指向的存储空间
cout << "新的delete" << endl;
free(p);
}
... ...
继承
class A:[private/protected/public] B
默认为private继承
A是基类，B称为子类或者派生类
| 方式 | 说明 |
|---|---|
| public | 基类的public、protected成员也是派生类相应的成员，基类的private成员不能直接被派生类访问，但是可以通过调用基类的公有和保护成员来访问。 |
| protected | 基类的公有和保护成员将成为派生类的保护成员 |
| private | 基类的公有和保护成员将成为派生类的私有成员 |
class Parent {
public:
void test() {
cout << "parent" << endl;
}
};
class Child : Parent {
public:
void test() {
// 调用父类 方法
Parent::test();
cout << "child" << endl;
}
};
多继承
一个子类可以有多个父类，它继承了多个父类的特性。
class <派生类名>:<继承方式1><基类名1>,<继承方式2><基类名2>,…
多态
多种形态。当类之间存在层次结构，并且类之间是通过继承关联时，就会用到多态。
静态多态（静态联编）是指在编译期间就可以确定函数的调用地址，通过函数重载和模版（泛型编程）实现
动态多态（动态联编）是指函数调用的地址不能在编译器期间确定，必须需要在运行时才确定 ,通过继承+虚函数 实现
虚函数
class Parent {
public:
void test() {
cout << "parent" << endl;
}
};
class Child :public Parent {
public:
void test() {
cout << "child" << endl;
}
};
Parent *c = new Child();
// 编译期间 确定c 为 parent 调用parent的test方法
c->test();
//修改Parent为virtual 虚函数 动态链接,告诉编译器不要静态链接到该函数
virtual void test() {
cout << "parent" << endl;
}
//动态多态 调用Child的test方法
c->test();
构造函数任何时候都不可以声明为虚函数
析构函数一般都是虚函数,释放先执行子类再执行父类
纯虚函数
class Parent {
public:
//纯虚函数 继承自这个类需要实现 抽象类型
virtual void test() = 0;
};
class Child :public Parent {
public:
void test(){}
};
模板
模板是泛型编程的基础
函数模板
函数模板能够用来创建一个通用的函数。以支持多种不同的形參。避免重载函数的函数体反复设计。
template
T max(T a,T b)
{
// 函数的主体
return a > b ? a : b;
}
//代替了
int max(int a,int b)
int max(float a,float b)
类模板(泛型类)
为类定义一种模式。使得类中的某些数据成员、默写成员函数的參数、某些成员函数的返回值，能够取随意类型
常见的 容器比如 向量 vector
或 vector 就是模板类
template
class Queue {
public:
T add(E e,T t){
return e+t;
}
};
Queue q;
q.add(1,1.1f) = 2.1f
面向对象编程
[TOC]
类
C++ 在 C 语言的基础上增加了面向对象编程，C++ 支持面向对象程序设计。类是 C++ 的核心特性，用户定义的类型。
class Student {
int i; //默认 private
public:
Student(int i,int j,int k):i(i),j(j),k(k){}; //构造方法
~Student(){}; //析构方法
private:
int j;
protected:
int k;
};
Student student(1,2,3); //调用构造方法 栈
//出方法释放student 调用析构方法
//动态内存(堆)
Student *student = new Student(1,2,3);
//释放
delete student;
student = 0;
类的析构函数是类的一种特殊的成员函数，它会在每次删除所创建的对象时执行(不需要手动调用)。
private：可以被该类中的函数、友元函数访问。 不能被任何其他访问，该类的对象也不能访问。
protected：可以被该类中的函数、子类的函数、友元函数访问。 但不能被该类的对象访问。
public：可以被该类中的函数、子类的函数、友元函数访问，也可以被该类的对象访问。
常量函数
函数后写上const，表示不会也不允许修改类中的成员。
class Student {
int i;
public:
Student() {}
~Student() {}
// 常量函数
void setName(char* _name) const {
//错误 不能修改name 去掉const之后可以
name = _name;
}
private:
int j;
char *name;
protected:
int k;
};
友元
类的友元函数是定义在类外部，但有权访问类的所有私有（private）成员和保护（protected）成员
友元可以是一个函数，该函数被称为友元函数；友元也可以是一个类，该类被称为友元类，在这种情况下，整个类及其所有成员都是友元。
友元函数
class Student {
int i;
public:
Student() {}
~Student() {}
void setName(char* _name) {
name = _name;
}
friend void printName(Student *student);
private:
int j;
char *name;
protected:
int k;
};
void printName(Student *student) {
//能够使用student中私有的name属性
cout << student->name << endl;
}
Student *student = new Student;
student->setName("Lance");
printName(student);
友元类
class Student {
int i;
public:
Student() {}
~Student() {}
void setName(char* _name) {
name = _name;
}
friend void printName(Student *student);
//友元类
friend class Teacher;
private:
int j;
char *name;
protected:
int k;
};
class Teacher {
public:
void call(Student *student) {
//能够使用student中私有的name属性
cout << "call:" << student->name << endl;
}
};
静态成员
和Java一样，可以使用static来声明类成员为静态的
当我们使用静态成员属性或者函数时候 需要使用 域运算符 ::
//Instance.h
#ifndef INSTANCE_H
#define INSTANCE_H
class Instance {
public:
static Instance* getInstance();
private:
static Instance *instance;
};
#endif
//Instance.cpp
#include "Instance.h"
Instance* Instance::instance = 0;
Instance* Instance::getInstance() {
//C++11以后，编译器保证内部静态变量的线程安全性
if (!instance) {
instance = new Instance;
}
return instance;
}
重载函数
C++ 允许在同一作用域中的某个函数和运算符指定多个定义，分为函数重载和运算符重载。
函数重载
void print(int i) {
cout << "整数为: " << i << endl;
}
void print(double f) {
cout << "浮点数为: " << f << endl;
}
操作符重载
C++允许重定义或重载大部分 C++ 内置的运算符
函数名是由关键字 operator 和其后要重载的运算符符号构成的
重载运算符可被定义为普通的非成员函数或者被定义为类成员函数
成员函数
class Test1 {
public:
Test1(){}
//定义成员函数进行重载
//返回对象 调用拷贝构造函数 释放函数内 t 对象
//引用类型(Test1&) 没有复制对象 返回的是 t 对象本身 t会被释放 所以会出现问题(数据释放不彻底就不一定)
// 可以输出 t 与 t3 地址查看
Test1 operator+(const Test1& t1) {
Test1 t;
t.i = this->i + t1.i;
return t;
}
//拷贝构造函数 (有默认的)
Test1(const Test1& t){
//浅拷贝
this->i = t.i;
cout << "拷贝" << endl;
//如果动态申请内存 需要深拷贝
};
int i;
};
Test1 t1;
Test1 t2;
t1.i = 100;
t2.i = 200;
//发生两次拷贝
// C++真正的临时对象是不可见的匿名对象
//1、拷贝构造一个无名的临时对象，并返回这个临时对象
//2、由临时对象拷贝构造对象 t3
//语句结束析构临时对象
Test1 t3 = t1 + t2;
cout << t3.i << endl;
Xcode上玩，使用的g++编译器会进行 返回值优化(RVO、NRVO) 从而看不到拷贝构造函数的调用。
可以加入 "-fno-elide-constructors" 取消GNU g++优化
对windows vs编译器cl.exe无效，VS Debug执行RVO，Release执行NRVO
RVO（Return Value Optimization）:消除函数返回时创建的临时对象
NRVO(Named Return Value Optimization)：属于 RVO 的一种技术, 直接将要初始化的对象替代掉返回的局部对象进行操作。
非成员函数
class Test2 {
public:
int i;
};
//定义非成员函数进行 + 重载
Test2 operator+(const Test2& t21, const Test2& t22) {
Test2 t;
t.i = t21.i + t22.i;
return t;
}
Test2 t21;
Test2 t22;
t21.i = 100;
t22.i = 200;
Test2 t23 = t21 + t22;
cout << t23.i << endl;
允许重载的运算符
| 类型 | 运算符 |
|---|---|
| 关系运算符 | ==(等于)，!= (不等于)，< (小于)，> (大于>，<=(小于等于)，>=(大于等于) |
| 逻辑运算符 | ||(逻辑或)，&&(逻辑与)，!(逻辑非) |
| 单目运算符 | + (正)，-(负)，*(指针)，&(取地址) |
| 自增自减运算符 | ++(自增)，--(自减) |
| 位运算符 | | (按位或)，& (按位与)，~(按位取反)，^(按位异或),，<< (左移)，>>(右移) |
| 赋值运算符 | =, +=, -=, *=, /= , % = , &=, |=, ^=, <<=, >>= |
| 空间申请与释放 | new, delete, new[ ] , delete[] |
| 其他运算符 | ()(函数调用)，->(成员访问)，,(逗号)， |
void *operator new (size_t size)
{
cout << "新的new:" << size << endl;
return malloc(size);
}
void operator delete(void *p)
{
//释放由p指向的存储空间
cout << "新的delete" << endl;
free(p);
}
... ...
继承
class A:[private/protected/public] B
默认为private继承
A是基类，B称为子类或者派生类
| 方式 | 说明 |
|---|---|
| public | 基类的public、protected成员也是派生类相应的成员，基类的private成员不能直接被派生类访问，但是可以通过调用基类的公有和保护成员来访问。 |
| protected | 基类的公有和保护成员将成为派生类的保护成员 |
| private | 基类的公有和保护成员将成为派生类的私有成员 |
class Parent {
public:
void test() {
cout << "parent" << endl;
}
};
class Child : Parent {
public:
void test() {
// 调用父类 方法
Parent::test();
cout << "child" << endl;
}
};
多继承
一个子类可以有多个父类，它继承了多个父类的特性。
class <派生类名>:<继承方式1><基类名1>,<继承方式2><基类名2>,…
多态
多种形态。当类之间存在层次结构，并且类之间是通过继承关联时，就会用到多态。
静态多态（静态联编）是指在编译期间就可以确定函数的调用地址，通过函数重载和模版（泛型编程）实现
动态多态（动态联编）是指函数调用的地址不能在编译器期间确定，必须需要在运行时才确定 ,通过继承+虚函数 实现
虚函数
class Parent {
public:
void test() {
cout << "parent" << endl;
}
};
class Child :public Parent {
public:
void test() {
cout << "child" << endl;
}
};
Parent *c = new Child();
// 编译期间 确定c 为 parent 调用parent的test方法
c->test();
//修改Parent为virtual 虚函数 动态链接,告诉编译器不要静态链接到该函数
virtual void test() {
cout << "parent" << endl;
}
//动态多态 调用Child的test方法
c->test();
构造函数任何时候都不可以声明为虚函数
析构函数一般都是虚函数,释放先执行子类再执行父类
纯虚函数
class Parent {
public:
//纯虚函数 继承自这个类需要实现 抽象类型
virtual void test() = 0;
};
class Child :public Parent {
public:
void test(){}
};
模板
模板是泛型编程的基础
函数模板
函数模板能够用来创建一个通用的函数。以支持多种不同的形參。避免重载函数的函数体反复设计。
template
T max(T a,T b)
{
// 函数的主体
return a > b ? a : b;
}
//代替了
int max(int a,int b)
int max(float a,float b)
类模板(泛型类)
为类定义一种模式。使得类中的某些数据成员、默写成员函数的參数、某些成员函数的返回值，能够取随意类型
常见的 容器比如 向量 vector
或 vector 就是模板类
template
class Queue {
public:
T add(E e,T t){
return e+t;
}
};
Queue q;
q.add(1,1.1f) = 2.1f