(C++)类与对象
目录
一、类与对象的思想
1、类和对象的概念
2、类的访问控制
3、类中的元素说明
4、类的实际使用
二、对象的构造和析构函数
1、构造函数
2、构造函数的重载与调用
3、拷贝构造函数
4、深度拷贝
5、默认构造函数
6、析构函数
7、匿名对象
8、对象的动态创建和释放
9、构造函数的形参初始化列表
三、静态成员变量和静态成员函数
1、静态成员变量
2、静态成员函数
四、友元函数与友元类
1、友元函数
2、友元类
一、类与对象的思想
面向对象的特点：封装、继承、多态
面向对象编程的特点：
（1）易维护：可读性高，即使改变了需求，由于继承的存在，只需要对局部模块进行修改，维护起来非常方便，维护的成本也比较低。
（2）质量高：可以重用以前项目中已经被测试过的类，使系统满足业务需求从而具有更高的质量
（3）效率高：在软件开发时，根据设计的需求要对现实世界的事物进行抽象，从而产生了类
（4）易扩展：由于继承、封装、多态的特性，可设计出高内聚、低耦合的系统结构，使系统更加灵活、更容易扩展，而且成本也比较低。
1、类和对象的概念
c++是一门面向对象的语言，理解c++，首先要理解类和对象
c++中的类可以看成c语言中的结构体的升级版，，结构体是一种构造类型，可以包含若干个成员变量，成员变量的类型可以不同。
关于class（类）的几点说明：
（1）类的定义的最后有一个分号，它是类的一部分，表示类定义结束，不能省略。
（2）一个类可以创建多个对象，每个对象都是一个变量
（3）类是一种构造类型，大小的计算方法和struct一样，需要字节对齐
（4）类成员变量的访问方法：通过 .或者->来访问
（5）成员函数是类的一个成员，出现在类中，作用范围由类来决定，而普通函数是独立的，作用范围是全局或者某个命名空间
struct ：内部默认是共有权限，结构体外部可以访问其内部成员
class：内部默认是私有权限，类的外部不能直接访问内部成员；可以手动声明为共有权限;
2、类的访问控制
public：公有属性，凡是在它下面声明的变量和函数，都可以在类的内部和外部访问
private:私有属性，凡是在它下面声明的变量和函数，只能在类的内部访问
protected:保护属性，凡是在它下面声明的变量和函数，只能在类的内部以及派生类（子类）中访问
3、类中的元素说明
类中有成员变量（属性）、成员函数（方法）；
类可以创建对象；
4、类的实际使用
举例：创建一个学生类（成员变量：年龄、姓名；成员方法：年龄输入、年龄输出）
注意：一个类中必须有输入与输出
头文件：student.h（含类创建）
//student.h
#ifndef _STUDENT_H_
#define _STUDENT_H_
#include
using namespace std;
class Student
{
public:
int GetAge(); //声明类的成员函数，在函数的其它地方实现
int SetAge(int age);
private:
int m_age;
char m_name[32];
};
#endif 方法体：student.cpp
//Student.cpp
#include "student.h"
int Student::GetAge()
{
return m_age;
}
int Student::SetAge(int age)
{
m_age = age;
}主函数：main.cpp
//main.cpp
#include "student.h"
int main(int argc, char const *argv[])
{
Student s1;
s1.SetAge(18);
cout<练习1：设计一个立方体类，求出立方体的面积（2ab + 2ac + 2bc）和体积(a*b*c)，并且判断两个立方体是否相等
要求： 私有成员变量：长宽高
成员函数（方法）：求面积，求体积，设置长宽高
全局函数：判断两个立方体是否相等
头文件：cube.h（含类创建）
#ifndef _CUBE_H_
#define _CUBE_H_
#include
using namespace std;
class Cube
{
private:
int m_length;
int m_wide;
int m_high;
public:
//求面积
int GetArea();
//求体积
int GetVolume();
//设置长宽高
void SetCube(int length,int wide,int high);
//获取长度
int GetLength();
//获取高度
int GetHight();
//获取宽度
int GetWide();
};
bool CubeIsEqual(Cube c1, Cube c2);
#endif 方法体：cube.cpp
#include "cube.h"
int Cube::GetArea()
{
int MyArea = 2*m_high*m_length + 2*m_high*m_wide + 2*m_length *m_wide;
return MyArea;
}
int Cube::GetVolume()
{
return m_high*m_length*m_wide;
}
void Cube::SetCube(int length,int wide,int high)
{
m_length = length;
m_wide = wide;
m_high = high;
}
//获取长度
int Cube::GetLength()
{
return m_length;
}
//获取高度
int Cube::GetHight()
{
return m_high;
}
//获取宽度
int Cube::GetWide()
{
return m_wide;
}
bool CubeIsEqual(Cube c1, Cube c2)
{
if(c1.GetHight() == c2.GetHight() && c1.GetLength() == c2.GetLength() && c1.GetWide() == c2.GetWide())
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}主函数：main.cpp
#include "cube.h"
int main(int argc, char const *argv[])
{
Cube c1,c2; //创建对象
c1.SetCube(1,2,3);
c2.SetCube(1,3,2);
cout<<"c1的面积是："<练习2：设计一个圆形类和一个点类，计算点和圆的关系
要求：
1> 点类 属性：横坐标和纵坐标
方法：点和点之间的距离计算
设置横坐标，纵坐标
2> 圆形类 属性：半径 ，圆心 、
方法：计算点和圆的关系
设置半径和圆心
头文件：circle.h（含类创建）
#ifndef _CIRCLE_H_
#define _CIRCLE_H_
#include
using namespace std;
class Point
{
private:
int m_x;
int m_y;
public:
void setXY(int x,int y);
int Distance(Point &p);
};
class Circle
{
private:
Point m_center;
int m_r;
public:
void SetC(int x,int y,int r);
bool Judge(Point &p);
};
#endif 方法体：circle.cpp
#include "circle.h"
void Point::setXY(int x,int y)
{
m_x = x;
m_y = y;
}
int Point::Distance(Point &p)
{
int dis = (p.m_x - m_x)*(p.m_x - m_x) + (p.m_y - m_y) *(p.m_y - m_y);
return dis;
}
void Circle::SetC(int x,int y,int r)
{
m_center.setXY(x,y);
m_r = r;
}
bool Circle::Judge(Point &p)
{
if(p.Distance(m_center) >= m_r *m_r)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}主函数：main.cpp
#include "circle.h"
int main(int argc, char const *argv[])
{
Point p;
p.setXY(0,3);
Circle c1;
c1.SetC(0,0,2);
if(c1.Judge(p))
{
cout<<"点在圆上或者圆外"<二、对象的构造和析构函数
1、构造函数
在c++中，由一种特殊的成员函数，名字和类名相同，没有返回值，不需要用户显示调用（用户也不能调用），而是在创建对象的时候自动调用。 这种函数我们称为构造函数 关于构造函数：
1.函数名必须和类型相同
2.不能有返回值，函数体不能有return语句
3.构造函数在定义对象时会自动调用，不需要手动调用
#include
#include
using namespace std;
class Array
{
private:
int *m_data; //数组的起始地址
int m_size;
public:
Array(); //无参构造函数，函数名和类名一致，没有返回值
void SetVal(int Index,int Val);
int GetVal(int Index);
~Array(); //析构函数，函数名为：~类名 ,没有返回值，没有参数
};
Array::Array()
{
cout<<"Array的无参构造函数"< 2、构造函数的重载与调用
和普通函数一样，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，在创建对象时根据传递实参来判断调用哪一个构造函数
#include
#include
using namespace std;
class Array
{
private:
int *m_data; //数组的起始地址
int m_size;
public:
Array(); //无参构造函数，函数名和类名一致，没有返回值
Array(int s); //有参构造函数
Array(int s,int z); //有两个参数的构造函数
~Array(); //析构函数，函数名为：~类名 ,没有返回值，没有参数
};
Array::Array()
{
cout<<"Array的无参构造函数"< 3、拷贝构造函数
（1）概念
用一个现有的对象去初始化另一个对象
声明：Array(const Array &a); //拷贝构造函数
（2）拷贝构造函数的调用时机
1.用一个对象初始化另一个的对象
Array a1(a3);
Array a1 = a3;
Array a1 = Array(a3);
2.当函数的形参是一个对象时，例如：
void print(Array a) //Array a = a1;
{
a.GetVal(1);
}
3. 函数的返回值是一个对象
Array& Func()
{
Array a1;
return a1;
}
#include
#include
using namespace std;
class Array
{
private:
int *m_data; //数组的起始地址
int m_size;
public:
Array(); //无参构造函数，函数名和类名一致，没有返回值
Array(const Array &a); //拷贝构造函数
~Array(); //析构函数，函数名为：~类名 ,没有返回值，没有参数
};
Array::Array()
{
cout<<"Array的无参构造函数"< 4、深度拷贝
深度拷贝：数据和内存空间都要拷贝；
Array::Array(const Array &a) //深拷贝
{
cout<<"Array的拷贝构造函数"<5、默认构造函数
当使用者没有提供构造函数，系统会提供默认构造函数；
当使用者提供了构造函数：
（1）提供了无参构造函数，编译器将不会再提供默认无参构造函数
（2）提供了有参构造函数，系统将不再提供无参构造函数
#include
using namespace std;
class Demo
{
public:
/*Demo() //一旦提供了无参构造函数，编译器将不会再提供默认无参构造函数
{
cout<<"无参构造函数"< 6、析构函数
创建对象时系统会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进行清理工作，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。
格式：
~类名（）; //析构函数
注意：析构函数没有参数，不能被重载，一个类只能有一个析构函数，如果用户没有定义析构函数，编译器会提供默认的析构函数。
#include
#include
using namespace std;
class Array
{
private:
int *m_data; //数组的起始地址
int m_size;
public:
Array(); //无参构造函数，函数名和类名一致，没有返回值
Array(const Array &a); //拷贝构造函数
~Array(); //析构函数，函数名为：~类名 ,没有返回值，没有参数
};
Array::~Array()
{
cout<<"Array的析构函数"< 7、匿名对象
类名（）//匿名对象，代码执行完毕，立即释放（不用到return）
#include
using namespace std;
class Test
{
public:
Test()
{
cout<<"Test的无参构造函数"< 8、对象的动态创建和释放
new和delete:
#include
#include
using namespace std;
class Test
{
public:
Test()
{
cout<<"Test的无参构造函数"< 9、构造函数的形参初始化列表
使用情形：
//对象的初始化列表：
（1）类对象作为成员变量并且该类没有提供无参构造函数
（2）成员变量为const修饰
#include
using namespace std;
class Date
{
private:
int m_year;
int m_month;
int m_day;
public:
Date(int y,int m,int d)
{
cout<<"Date的有参构造函数"< 三、静态成员变量和静态成员函数
1、静态成员变量
（1）普通函数可以访问静态成员变量
（2）静态成员变量一定要在类的外部初始化
（3）静态成员变量可以直接通过类名来访问
在c++中，静态成员变量属于某个类，而不属于某个对象，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
class Student
{
static int m_num;
};
2、静态成员函数
（1）静态成员函数中只能访问静态成员变量，不能访问普通变量
（2）静态成员函数中的静态成员变量可以通过类名访问
（3）普通成员函数不能通过类名访问
#include
using namespace std;
class Student
{
public:
static int count;
private:
int id;
public:
Student()
{
count++;
id = count;
}
int GetCount() //普通函数可以访问静态成员变量
{
return count;
}
static int GetCount1() //静态成员函数
{
return count; //静态成员函数中只能访问静态成员变量，不能访问普通变量
}
};
int Student::count = 0; //静态成员变量一定要在类的外部初始化
int main(int argc, char const *argv[])
{
Student s1;
Student s2;
cout< 四、友元函数与友元类
1、友元函数
在当前类的外部定义、不属于当前类的函数也可以在类中声明，但是要在前面加关键字friend, 这样就构成了友元函数。友元函数可以是不属于任何类的非成员函数，也可以是其他类的成员函数。
友元函数可以访问当前类中的所有成员，包括public、protected、private等属性的成员。
#include
using namespace std;
class Test
{
friend void show(Test &t); //将show函数声明为Test的友元，show可以访问Test的所有成员变量
private:
int m_a;
public:
void set(int a)
{
m_a = a;
}
};
void show(Test &t)
{
cout< 2、友元类
如果将类B声明为类A的友元类，那么类B中的所有成员函数都是类A的友元函数，类B就可以访问类A的所有成员，包括public、protected、private属性成员。
#include
using namespace std;
class A
{
friend class B; //声明B为A的友元，友谊具有单向性，不代表A是B的友元，破坏了他的封装性
private:
int m_a;
public:
void set(int a)
{
m_a = a;
}
};
class B
{
private:
int m_b;
public:
void print(A &a)
{
cout<<"m_a = "<