本文包含封装的意义、struct和class区别、成员属性设置为私有、构造函数和析构函数、构造函数的分类及调用、拷贝构造函数调用时机、构造函数调用规则、深拷贝与浅拷贝、初始化列表、类对象作为类成员、静态成员、成员变量和成员函数分开存储、this指针概念、空指针访问成员函数、const修饰成员函数、全局函数做友元、类做友元、成员函数做友元、加号运算符重载、左移运算符重载、递增运算符重载、递减运算符重载、赋值运算符重载、关系运算符重载、函数调用运算符重载、继承的基本语法、继承方式、继承中的对象模型、继承中构造和析构顺序、继承同名成员处理方式、继承同名静态成员处理方式、多继承语法、菱形继承、多态的基本概念、纯虚函数和抽象类、虚析构和纯虚析构。
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:
(1)、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…
(2)、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…
(3)、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
封装是 C++ 面向对象三大特性之一
封装的意义:
(1)、将属性和行为作为一个整体,表现生活中的事物
(2)、将属性和行为加以权限控制
在设计类的时候,属性和行为写在一起,表现事物
语法: class 类名{ 访问权限: 属性 / 行为 };
示例1: 设计一个圆类,求圆的周长
// 圆求周长的公式:2 * PI * 半径(属性)
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 圆周率;const修饰变量PI为常量
const double PI = 3.14;
// 1、封装的意义
// 将属性和行为作为一个整体,用来表现生活中的事物
// 封装一个圆类,求圆的周长
// class 代表设计一个类,后面跟着的是类名称
class Circle
{
public: // 访问权限 公共的权限
// 属性
int m_r; // 半径
// 行为;使用函数代表行为
// 获取到圆的周长
double calculateZC()
{
// 2 * pi * r
// 获取圆的周长
return 2 * PI * m_r;
}
};
int main() {
// 通过圆类,创建具体的圆,圆的对象
// c就是一个具体的圆
Circle c; // 实例化(通过一个类,创建一个对象的过程)
c.m_r = 10; // 给圆对象的半径 进行赋值操作
// 2 * pi * 10 = = 62.8
cout << "圆的周长为: " << c.calculateZC() << endl;
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
示例2: 设计一个学生类,属性有姓名和学号,可以给姓名和学号赋值,可以显示学生的姓名和学号
// 术语:
// 类中的属性和行为,我们统一称为成员
// 属性:成员属性:成员变量
// 行为:成员函数:成员方法
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 学生类
class Student {
public: // 公共权限
// 给姓名赋值
void setName(string name) { // 通过行为给属性赋值
m_name = name;
}
// 给学号赋值
void setID(int id) {
m_id = id;
}
// 显示姓名和学号
void showStudent() {
cout << "name:" << m_name << " \tID:" << m_id << endl;
}
public: // 公共权限
// 属性
string m_name;
int m_id;
};
int main() {
Student stu; // 创建一个具体的学生;实例化对象
stu.setName("张三"); // 给stu对象进行属性赋值操作
stu.setID(250);
stu.showStudent(); // 显示学生信息
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
类在设计时,可以把属性和行为放在不同的权限下,加以控制
访问权限有三种:
(1)、public 公共权限
(2)、protected 保护权限
(3)、private 私有权限
// 三种权限:
// 公共权限 public 类内可以访问 类外可以访问
// 保护权限 protected 类内可以访问 类外不可以访问 继承;儿子可以访问父亲中的保护内容
// 私有权限 private 类内可以访问 类外不可以访问 继承:儿子不可以访问父亲的私有内容
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class Person
{
// 姓名 公共权限
public:
string m_Name;
// 汽车 保护权限
protected:
string m_Car;
// 银行卡密码 私有权限
private:
int m_Password;
public:
void func() // 如果将func()函数的权限改为:private,在类外不可调用
{
m_Name = "张三";
m_Car = "拖拉机";
m_Password = 123456;
}
};
int main() {
Person p; // 实例化具体对象
p.m_Name = "李四";
//p.m_Car = "奔驰"; // 保护权限类外访问不到
//p.m_Password = 123; // 私有权限类外访问不到
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
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:
(1)、struct 默认权限为公共 public
(2)、class 默认权限为私有 private
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 类C1
class C1
{
int m_A; // 默认是私有权限 private
};
// 结构体C2
struct C2
{
int m_A; // 默认是公共权限 public
};
int main() {
C1 c1;
//c1.m_A = 10; // 错误,访问权限是私有,类外不可访问
C2 c2;
c2.m_A = 10; // 正确,访问权限是公共,类外可以访问
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
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
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// Person人类
class Person {
public:
// 姓名设置可读可写
void setName(string name) { // 可写
m_Name = name;
}
string getName() { // 可读
return m_Name;
}
// 获取年龄;只读
int getAge() {
//m_Age = 0; // 初始化为0岁
return m_Age;
}
// 设置年龄;如果想修改(年龄的范围必须是 0 ~ 150 之间)
void setAge(int age) {
if (age < 0 || age > 150) {
cout << "你个老妖精!" << endl;
return;
}
m_Age = age;
}
// 情人设置为只写
void setLover(string lover) {
m_Lover = lover;
}
private: // 私有属性,类外不可访问
string m_Name; // 可读可写 姓名
int m_Age; // 只读 年龄
string m_Lover; // 只写 情人
};
int main() {
Person p; // 实例化Person对象p
// 姓名设置
p.setName("张三");
cout << "姓名: " << p.getName() << endl;
// 年龄设置
p.setAge(50);
cout << "年龄: " << p.getAge() << endl;
// 情人设置
p.setLover("苍井");
//cout << "情人: " << p.m_Lover << endl; // 只写属性,不可以读取
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
练习案例1:设计立方体类
(1)、设计立方体类(Cube)
(2)、求出立方体的面积和体积
(3)、分别用全局函数和成员函数判断两个立方体是否相等
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 立方体Cube类
class Cube {
private: // 私有属性
int m_L;
int m_W;
int m_H;
public:
// set设置长、宽、高
void setL(int l) {
m_L = l;
}
void setW(int w) {
m_W = w;
}
void setH(int h) {
m_H = h;
}
// get获取长、宽、高
int getL() {
return m_L;
}
int getW() {
return m_W;
}
int getH() {
return m_H;
}
// 面积
int Area() {
return 2 * m_L * m_H + 2 * m_H * m_W + 2 * m_L * m_W;
}
// 体积
int Volume() {
return m_L * m_H * m_W;
}
// 利用成员函数判断两个立方体体积是否相等
bool isEqualsClass(Cube& c1) { // 只需要传入一个Cube实例,用已知的一个Cube实例去调用
if (Volume() == c1.Volume()) {
return true;
}
return false;
}
};
// 利用全局函数,判断两个立方体面积是否相等
bool isEquals(Cube& c1, Cube& c2) { // 使用引用&
if (c1.Area() == c2.Area()) {
return true;
}
return false;
}
int main() {
// 实例化两个立方体对象
Cube c;
Cube c1;
// 设置长、宽、高
c.setL(1);
c.setW(2);
c.setH(3);
c1.setL(3);
c1.setW(1);
c1.setH(22);
// 调用Area()函数获取面积
int area = c.Area();
cout << "c面积为:" << area << endl;
// 调用Volume()函数获取体积
int volume = c.Volume();
cout << "c体积为:" << volume << endl;
// 调用isEquals()函数判断面积是否相等
bool ret = isEquals(c, c1);
if (ret) {
cout << "全局函数判断:c和c1面积相等" << endl;
}
else {
cout << "全局函数判断:c和c1面积不相等" << endl;
}
// 调用isEqualsClass()函数判断体积是否相等
bool ret1 = c.isEqualsClass(c1);
if (ret) {
cout << "成员函数判断:c和c1体积相等" << endl;
}
else {
cout << "成员函数判断:c和c1体积不相等" << endl;
}
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
练习案例2:点和圆的关系
设计一个圆形类(Circle),和一个点类(Point),计算点和圆的关系
头文件:Point.h
#pragma once // 防止头文件重复包含
#include // 标准输入输出流
using namespace std; // 标准命名空间
// 只保留函数声明
class Point {
private:
int m_X; // X 坐标
int m_Y; // Y 坐标
public:
void setX(int x); // 设置 X 坐标点
void setY(int y); // 设置 Y 坐标点
int getX(); // 获取 X 坐标点
int getY(); // 获取 Y 坐标点
};
头文件:Circle.h
#pragma once // 防止头文件重复包含
#include // 标准输入输出流
using namespace std; // 标准命名空间
#include "Point.h" // 包含Point头文件
// 只保留函数声明
class Circle {
private:
int m_R; // 半径
Point m_Center; // 圆心;1、在类中可以让另一个类,作为本类中的成员
public:
void setR(int r); // 设置半径
int getR(); // 获取半径
void setCenter(Point center); // 设置坐标原点
Point getCenter(); // 获取坐标原点
};
源文件:Point.cpp
#include "Point.h" // 包含头文件
// 保留函数的实现
void Point::setX(int x) { // Point::意思是Point作用域下的成员函数;不加Point::代表这个函数为全局函数;设置 X 坐标点
m_X = x;
}
void Point::setY(int y) { // 设置 Y 坐标点
m_Y = y;
}
int Point::getX() { // 获取 X 坐标点
return m_X;
}
int Point::getY() { // 获取 Y 坐标点
return m_Y;
}
源文件:Circle.cpp
#include "Circle.h" // 包含头文件
void Circle::setR(int r) { // Circle::意思是Circle作用域下的成员函数;不加Circle::代表这个函数为全局函数;设置半径
m_R = r;
}
int Circle::getR() { // 获取半径
return m_R;
}
void Circle::setCenter(Point center) { // 传入一个Point类;设置坐标原点
m_Center = center;
}
Point Circle::getCenter() { // 获取坐标原点
return m_Center;
}
源文件:点和圆关系.cpp
#include // 标准输入输出流
using namespace std; // 标准命名空间
#include "Circle.h" // 包含Circle头文件
#include "Point.h" // 包含Point头文件
// 1、在类中可以让另一个类,作为本类中的成员
// 2、如何把一个类拆到不同文件中
// 判断点和圆关系
void isInCircle(Point &p, Circle &c) {
int distance = (c.getCenter().getX() - p.getX()) * (c.getCenter().getX() - p.getX()) + (c.getCenter().getY() - p.getY()) * (c.getCenter().getY() - p.getY()); // 计算两点之间距离的平方
int rDistance = c.getR() * c.getR(); // 计算半径的平方
if (distance == rDistance) {
cout << "点在圆上" << endl;
}
else if (distance < rDistance) {
cout << "点在圆外" << endl;
}
else {
cout << "点在圆内" << endl;
}
}
int main() {
// 创建一个点
Point p;
p.setX(10);
p.setY(10);
// 创建一个圆
Circle c;
c.setR(10);
Point center; // 创建一个Point类实例,并赋值后传入
center.setX(10);
center.setY(0);
c.setCenter(center);
// 判断关系
isInCircle(p, c);
system("pause");
return 0;
}
(1)、生活中我们买的电子产品都基本会有出厂设置,在某一天我们不用时候也会删除一些自己信息数据保证安全
(2)、C++ 中的面向对象来源于生活,每个对象也都会有初始设置以及对象销毁前的清理数据的设置
对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题:
(1)、一个对象或者变量没有初始状态,对其使用后果是未知
(2)、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
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
(1)、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
(2)、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
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Person类
class Person
{
public:
// 构造函数 进行初始化操作
// 1、没有返回值,不用写void
// 2、函数名与类名相同
// 3、构造函数可以有参数,可以发生重载
// 4、创建对象的时候,构造函数会自动调用,而且只调用一次
Person()
{
cout << "Person的构造函数调用" << endl;
}
// 析构函数 进行清理操作
// 1、没用返回值,不用写void
// 2、函数名与类名相同,在名称前加~
// 3、析构函数不可以有参数,不可以发生重载
// 4、对象在销毁前,会自动调用析构函数,而且只会调用一次
~Person()
{
cout << "Person的析构函数调用" << endl;
}
};
// 构造和析构函数都是必须有的实现,如果我们自己不提供,编译器会提供一个空实现的构造和析构
void test01()
{
Person p; // 在栈区的数据,test01执行完毕后,释放这个对象;释放前,调用~Person()析构函数
}
int main() {
test01();
Person p1; // 窗口只会打印出构造函数内容,执行到renturn 0后,窗口关闭,看不到是否执行了析构,实际会执行
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
两种分类方式:
(1)、按参数分为: 有参构造和无参构造
(2)、按类型分为: 普通构造和拷贝构造
三种调用方式:
(1)、括号法
(2)、显示法
(3)、隐式转换法
// 1、构造函数分类
// 按照参数分类分为 有参和无参构造 无参又称为默认构造函数
// 按照类型分类分为 普通构造(无参构造函数(默认构造函数)、有参构造函数)和拷贝构造
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Person类
class Person {
public:
// 无参构造函数(默认构造函数)
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
}
// 有参构造函数
Person(int a) {
age = a;
cout << "有参构造函数!" << endl;
}
// 拷贝构造函数
Person(const Person& p) { // 加const进行限定,不可修改本体;必须使用引用&
age = p.age; // 将传入的人身上的所有属性,拷贝到我身上
cout << "拷贝构造函数!" << endl;
}
// 析构函数
~Person() {
cout << "析构函数!" << endl;
}
public:
int age;
};
// 2、构造函数的调用
// 调用无参构造函数
void test01() {
Person p; // 调用无参构造函数;默认构造函数
}
// 调用有参的构造函数
void test02() {
// 2.1 括号法,常用
Person p1(10); // 有参构造函数调用
Person p6(p1); // 拷贝构造函数
cout << "p1的年龄为: " << p1.age << endl; // 10
cout << "p6的年龄为: " << p6.age << endl; // 10
// 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,不会认为在创建对象
//Person p2(); // 相当于在函数体内部,写另一个函数的声明;合法
// 2.2 显式法
Person p2 = Person(10); // 有参构造;Person(10)无名,放右侧,p2就是它的名
Person p3 = Person(p2); // 拷贝构造
// Person(10)单独写就是匿名对象 当前行结束之后,马上析构;有参构造,执行后,会立刻打印析构函数
// 不用利用拷贝构造函数,初始化匿名对象,编译器会认为 Person (p3) == Person p3;对象声明;报错信息:Person p3重定义,上面已有p3定义
//Person(p3);
// 2.3 隐式转换法
Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10); 有参构造
Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4); 拷贝构造
// 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
//Person p5(p4); // Person p4 = Person(10);Person(10)匿名对象
}
int main() {
test01();
cout << endl;
test02();
cout << endl;
Person p1; // 窗口只会打印出构造函数内容,执行到renturn 0后,窗口关闭,看不到是否执行了析构,实际会执行
cout << endl;
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况:
(1)、使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
(2)、值传递的方式给函数参数传值
(3)、以值方式返回局部对象
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Person类
class Person {
public:
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
mAge = 0;
}
Person(int age) {
cout << "有参构造函数!" << endl;
mAge = age;
}
Person(const Person& p) {
cout << "拷贝构造函数!" << endl;
mAge = p.mAge;
}
// 析构函数在释放内存之前调用
~Person() {
cout << "析构函数!" << endl;
}
public:
int mAge; // 年龄
};
// 1. 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
void test01() {
Person man(100); // p对象已经创建完毕;有参构造
Person newman(man); // 调用拷贝构造函数
Person newman2 = man; // 拷贝构造
//Person newman3;
//newman3 = man; // 不是调用拷贝构造函数,赋值操作
}
// 2. 值传递的方式给函数参数传值
// 相当于Person p1 = p;
void doWork(Person p1) {} // 值传递,会拷贝一个临时副本;修改参数值,不会改到原本的值
void test02() {
Person p; // 无参构造函数
doWork(p); // 拷贝构造
}
// 3. 以值方式返回局部对象
Person doWork2()
{
Person p1; // 调用默认构造;局部对象,doWork2()执行完后,就被释放,调用析构函数
cout << (int*)&p1 << endl; // 010FF894
return p1; // 此p1为局部对象,使用Person值的方式返回,并不是返回上两句代码的p1,会按照上两句代码的p1,拷贝一个新的对象出来,返回给外面
}
void test03()
{
Person p2 = doWork2(); // p2接收的是doWork2()拷贝出来的新对象,所以地址和doWork2()中的p1地址不一样
cout << (int*)&p2 << endl; // 010FF98C
}
int main() {
test01();
cout << endl;
test02(); // 调用默认构造函数、拷贝构造函数、及对应的析构函数(两次)
cout << endl;
test03(); // 调用默认构造函数、及对应的析构函数
cout << endl;
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
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:
(1)、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
(2)、如果用户定义拷贝构造函数,c++ 不会再提供其他构造函数
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Person类
class Person {
public:
// 无参(默认)构造函数
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
}
// 有参构造函数
Person(int a) {
age = a;
cout << "有参构造函数!" << endl;
}
// 拷贝构造函数
Person(const Person& p) {
age = p.age;
cout << "拷贝构造函数!" << endl;
}
// 析构函数
~Person() {
cout << "析构函数!" << endl;
}
public:
int age;
};
void test01()
{
Person p1(18);
// 1、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
Person p2(p1);
cout << "p2的年龄为: " << p2.age << endl; // 18
}
void test02()
{
// 2、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
Person p1; // 此时如果用户自己没有提供默认构造(有 有参构造),会出错;错误信息:Person没有合适的默认构造函数可用
Person p2(10); // 用户提供的有参
Person p3(p2); // 此时如果用户没有提供拷贝构造,编译器会提供
// 3、如果用户提供拷贝构造,编译器不会提供其他构造函数
Person p4; // 此时如果用户自己没有提供默认构造,会出错;错误信息:Person不存在默认构造函数
Person p5(10); // 此时如果用户自己没有提供有参,会出错
Person p6(p5); // 用户自己提供拷贝构造
}
int main() {
test01();
cout << endl;
test02();
cout << endl;
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
深浅拷贝是面试经典问题,也是常见的一个坑
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
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Person类
class Person {
public:
// 无参(默认)构造函数
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
}
// 有参构造函数
Person(int age, int height) {
cout << "有参构造函数!" << endl;
m_age = age;
m_height = new int(height); // 通过new将height创建到堆区;返回int *,用指针m_height接收堆区数据;堆区开放的数据,由程序员手动开辟,由程序员手动释放
}
// 拷贝构造函数;自己实现拷贝函数,解决浅拷贝带来的问题
Person(const Person& p) {
cout << "拷贝构造函数!" << endl;
// 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
m_age = p.m_age; // 编译器提供的等号赋值操作,就是浅拷贝
//m_height = p.height // 编译器默认实现就是这行代码
// 深拷贝操作
// 从新在堆区开辟一块内存,new int(),*p.m_height解引用
m_height = new int(*p.m_height);
}
// 析构函数;如果堆区有内存,比如int* m_height,需要在析构函数中进行释放
~Person() {
cout << "析构函数!" << endl;
// 析构代码,将堆区开辟的数据做释放操作
if (m_height != NULL)
{
delete m_height;
m_height = NULL; // 防止野指针出现;规范代码
}
}
public:
int m_age;
int* m_height; // 指针,将m_height开辟到堆区
};
void test01()
{
Person p1(18, 180);
Person p2(p1); // 先进后出,p2在p1前释放,运行析构函数
cout << "p1的年龄: " << p1.m_age << " 身高: " << *p1.m_height << endl;
cout << "p2的年龄: " << p2.m_age << " 身高: " << *p2.m_height << endl; // 不写拷贝函数,编译器默认的拷贝函数是浅拷贝
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
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 // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Person类
class Person {
public:
传统方式初始化;构造函数
//Person(int a, int b, int c) {
// m_A = a;
// m_B = b;
// m_C = c;
//}
// 初始化列表方式初始化
Person(int a, int b, int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {}
void PrintPerson() {
cout << "mA:" << m_A << endl;
cout << "mB:" << m_B << endl;
cout << "mC:" << m_C << endl;
}
private:
int m_A;
int m_B;
int m_C;
};
int main() {
Person p(1, 2, 3);
p.PrintPerson();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
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
例如:
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?
// 类对象作为类成员
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Phone手机类
class Phone
{
public:
Phone(string name)
{
m_PhoneName = name;
cout << "Phone构造" << endl;
}
~Phone()
{
cout << "Phone析构" << endl;
}
string m_PhoneName; // 手机名称
};
// 创建Person人类
class Person
{
public:
// 初始化列表可以告诉编译器调用哪一个构造函数
// m_Phone(pName):Phone m_Phone = pName 隐式转换法
Person(string name, string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName)
{
cout << "Person构造" << endl;
}
~Person()
{
cout << "Person析构" << endl;
}
void playGame()
{
cout << m_Name << " 使用" << m_Phone.m_PhoneName << " 牌手机! " << endl;
}
string m_Name; // 姓名
Phone m_Phone; // 手机
};
void test01()
{
// 当类中成员是其他类对象时,我们称该成员为 对象成员
// 构造的顺序是 :先调用对象成员的构造,再调用本类构造
// 析构顺序与构造相反
Person p("张三", "苹果X");
p.playGame();
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
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(程序还没运行前就分配,在全局区)
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
示例1 : 静态成员变量
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Person类
class Person
{
public:
static int m_A; // 静态成员变量
// 静态成员变量特点:
// 1 在编译阶段分配内存
// 2 类内声明,类外初始化
// 3 所有对象共享同一份数据
private:
static int m_B; // 静态成员变量也是有访问权限的
};
int Person::m_A = 10; // Person::作用域下m_A成员
int Person::m_B = 10;
void test01()
{
// 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
// 静态成员变量有两种访问方式
// 1、通过对象
Person p1;
p1.m_A = 100;
cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; // 100
Person p2;
p2.m_A = 200;
cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; // 共享同一份数据;200
cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl; // 200
// 2、通过类名
cout << "m_A = " << Person::m_A << endl; // 200
//cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; // 私有权限访问不到
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
**示例2:**静态成员函数
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Person类
class Person
{
public:
//静态成员函数特点:
// 1 程序共享一个函数
// 2 静态成员函数只能访问静态成员变量
// 静态成员函数
static void func()
{
cout << "func调用" << endl;
m_A = 100; // 静态成员函数可以访问静态成员变量;共享,不属于某个对象
//m_B = 100; // 错误,不可以访问非静态成员变量;无法区分到底是哪个对象的m_B属性,需使用对象去调用,实例化对象
}
static int m_A; // 静态成员变量
int m_B; // 非静态成员变量
private:
// 静态成员函数也是有访问权限的
static void func2()
{
cout << "func2调用" << endl;
}
};
int Person::m_A = 10;
void test01()
{
// 静态成员函数两种访问方式
// 1、通过对象
Person p1;
p1.func();
// 2、通过类名
Person::func();
//Person::func2(); // 私有权限访问不到;类外访问不到私有静态成员函数
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
(1)、在 C++ 中,类内的成员变量和成员函数分开存储
(2)、只有非静态成员变量才属于类的对象上
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Person类
class Person {
public:
Person() {
mA = 0;
}
// 非静态成员变量占对象空间;属于类的对象上;当Person类有一个成员变量时,占4个字节内存空间
int mA;
// 静态成员变量不占对象空间;不属于类的对象上
static int mB;
// 函数也不占对象空间,所有函数共享一个函数实例;不属于类的对象上
void func() {
cout << "mA:" << this->mA << endl;
}
// 静态成员函数也不占对象空间;不属于类的对象上
static void sfunc() {
}
};
int main() {
// 空对象(Person类中无任何内容)占用内存空间为:1
// C++编译器会给每个空对象也分配一个字节空间,是为了区分空对象占内存的位置(如果有多个空对象,好区分)
// 每个空对象也应该有一个独一无二的内存地址
cout << sizeof(Person) << endl;
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
通过3.1我们知道在C++中成员变量和成员函数是分开存储的
每一个非静态成员函数只会诞生一份函数实例,也就是说多个同类型的对象会共用一块代码
那么问题是:这一块代码是如何区分那个对象调用自己的呢?
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:
(1)、当形参和成员变量同名时,可用 this 指针来区分
(2)、在类的非静态成员函数中返回对象本身,可使用 return *this
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Person类
class Person
{
public:
Person(int age)
{
// 1、当形参和成员变量同名时,可用this指针来区分;不加this,同名输出错误数据:-23432453
this->age = age; // this指针指向,被调用的成员函数,所属的对象(p1在调用Person类中的构造函数,相当于p1.age)
}
Person& PersonAddPerson(Person p) // 使用引用的方式进行返回;如果不加&,已值的方式返回,会调用构造函数,拷贝自身一个新的数据,创建一个新的对象
{
this->age += p.age; // 自身的年龄 += p的年龄;将别人的年龄加到自己身上
// 2、返回对象本身
return *this; // this指向p2的指针,而*this指向的就是p2这个对象本体
}
int age;
};
void test01()
{
Person p1(10);
cout << "p1.age = " << p1.age << endl; // 10
Person p2(10);
// 链式编程思想;cout也是链式编程思想,无线追加字符串等
p2.PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1); // 40;PersonAddPerson不返回值为void时,会报错
cout << "p2.age = " << p2.age << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
(1)、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
(2)、如果用到 this 指针,需要加以判断保证代码的健壮性
// 空指针访问成员函数
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Person类
class Person {
public:
void ShowClassName() {
cout << "我是Person类!" << endl;
}
void ShowPerson() {
if (this == NULL) {
return;
}
cout << mAge << endl; // 属性前都默认加了this:this->mAge 当前对象的mAge属性;指针指向的是空指针,这个对象是空,没有实体,空值没有确切对象,不能访问mAge
}
public:
int mAge;
};
void test01()
{
Person* p = NULL;
p->ShowClassName(); // 空指针,可以调用成员函数
p->ShowPerson(); // 但是如果成员函数中用到了this指针,就不可以了
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
常函数: (限定只读状态)
(1)、成员函数后加 const 后我们称为这个函数为 常函数
(2)、常函数内不可以修改成员属性
(3)、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:
(1)、声明对象前加 const 称该对象为常对象
(2)、常对象只能调用常函数
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Person类
class Person {
public:
Person() {
m_A = 0;
m_B = 0;
}
// this指针的本质:是一个指针常量,指针的指向不可修改
// 如果想让指针指向的值也不可以修改,需要声明常函数
// 在成员函数后面加const,修饰的是this指针,让指针指向的值也不可以修改
void ShowPerson() const { // 相当于:const Person* const this;常函数
//const Type* const pointer;
//this = NULL; // this指针不能修改指针的指向 Person* const this;
//this->mA = 100; // 但是this指针指向的对象的数据是可以修改的
// const修饰成员函数,表示指针指向的内存空间的数据不能修改,除了mutable修饰的变量
this->m_B = 100;
}
void MyFunc() const {
// mA = 10000;
}
void Func() {
m_A = 10000;
}
public:
int m_A;
mutable int m_B; // 可修改 可变的;特殊变量,即使在常函数中,也可以修改这个值,加关键字mutable
};
// const修饰对象 常对象
void test01() {
const Person person; // 常量对象;在对象前加const,变成常对象
cout << person.m_A << endl; // 0
//person.mA = 100; // 常对象不能修改成员变量的值,但是可以访问
person.m_B = 100; // 但是常对象可以修改mutable修饰成员变量;m_B是特殊值,在常对象下也可以修改
// 常对象访问成员函数
person.ShowPerson();
person.MyFunc();
//person.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
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
生活中你的家有客厅(Public),有你的卧室(Private)
客厅所有来的客人都可以进去,但是你的卧室是私有的,也就是说只有你能进去
但是呢,你也可以允许你的好闺蜜好基友进去
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
友元的关键字为 friend
友元的三种实现:
(1)、全局函数做友元
(2)、类做友元
(3)、成员函数做友元
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Building建筑类
class Building
{
// 告诉编译器 goodGay全局函数 是 Building类的好朋友,可以访问类中的私有内容
friend void goodGay(Building* building);
public:
Building()
{
this->m_SittingRoom = "客厅";
this->m_BedRoom = "卧室";
}
public:
string m_SittingRoom; // 客厅
private:
string m_BedRoom; // 卧室
};
// 全局函数
void goodGay(Building* building)
{
cout << "好基友正在访问: " << building->m_SittingRoom << endl;
cout << "好基友正在访问: " << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
Building b;
goodGay(&b);
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class Building; // 告诉服务器不要报错,后续会写这个建筑类
// 创建好基友类goodGay
class goodGay
{
public:
goodGay(); // 默认构造,无参构造
void visit(); // 参观函数,访问Building中的属性(公共和私有)
private:
Building* building;
};
// 创建建筑类Building
class Building
{
// 告诉编译器 goodGay类是Building类的好朋友,可以访问到Building类中私有内容
friend class goodGay;
public:
Building(); // 默认构造,无参构造
public:
string m_SittingRoom; //客厅
private:
string m_BedRoom;//卧室
};
// 类外写成员函数;Building作用域下的Building()构造函数
Building::Building()
{
this->m_SittingRoom = "客厅";
this->m_BedRoom = "卧室";
}
// 类外写成员函数;goodGay作用域下的goodGay()构造函数
goodGay::goodGay()
{
building = new Building; // 在堆区创建一个建筑物对象,并且让Building *去指向这个对象
}
// goodGay作用域下的visit()函数
void goodGay::visit()
{
cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
goodGay gg;
gg.visit();
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class Building; // 告诉服务器不要报错,后续会写这个建筑类
// 创建好基友类goodGay
class goodGay
{
public:
goodGay(); // 默认构造,无参构造
void visit(); // 只让visit函数作为Building的好朋友,可以发访问Building中私有内容
void visit2(); // 普通函数,不可以访问Building中私有内容
private:
Building* building;
};
// 创建建筑类Building
class Building
{
// 告诉编译器 goodGay类中的visit成员函数 是Building好朋友,可以访问私有内容
friend void goodGay::visit(); //void goodGay::visit() goodGay作用域下的成员函数;不加goodGay是全局函数
public:
Building(); // 默认构造,无参构造
public:
string m_SittingRoom; //客厅
private:
string m_BedRoom;//卧室
};
// 类外写成员函数;Building作用域下的Building()构造函数
Building::Building()
{
this->m_SittingRoom = "客厅";
this->m_BedRoom = "卧室";
}
// 类外写成员函数;goodGay作用域下的goodGay()构造函数
goodGay::goodGay()
{
building = new Building; // 在堆区创建一个建筑物对象,并且让Building *去指向这个对象
}
// goodGay作用域下的visit()函数
void goodGay::visit()
{
cout << "好基友一一正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
cout << "好基友一一正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
// goodGay作用域下的visit2()函数
void goodGay::visit2()
{
cout << "好基友二二正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
//cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl; // 私有属性不可访问
}
void test01()
{
goodGay gg;
gg.visit();
gg.visit2();
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
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,以适应不同的数据类型
作用: 实现两个自定义数据类型相加的运算
// 加号运算符重载
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Person人类
class Person {
public:
Person() {}; // 默认构造,无参构造
Person(int a, int b) // 有参构造
{
this->m_A = a;
this->m_B = b;
}
// 1、成员函数实现 + 号运算符重载
Person operator+(const Person& p) {
Person temp;
temp.m_A = this->m_A + p.m_A;
temp.m_B = this->m_B + p.m_B;
return temp;
}
public:
int m_A;
int m_B;
};
// 2、全局函数实现 + 号运算符重载
//Person operator+(const Person& p1, const Person& p2) {
// Person temp(0, 0);
// temp.m_A = p1.m_A + p2.m_A;
// temp.m_B = p1.m_B + p2.m_B;
// return temp;
//}
// 运算符重载 可以发生函数重载
Person operator+(const Person& p2, int val)
{
Person temp;
temp.m_A = p2.m_A + val;
temp.m_B = p2.m_B + val;
return temp;
}
void test() {
Person p1(10, 10);
Person p2(20, 20);
// 成员函数重载方式本质调用
Person p3 = p2 + p1; // 相当于 p2.operaor+(p1)
//Person p3 = p1.operator+(p2);
cout << "mA:" << p3.m_A << " \tmB:" << p3.m_B << endl;
// 全局函数重载方式本质调用
//Person p3 = operator+(p1, p2);
// 运算符重载,也可以发生函数重载
Person p4 = p3 + 10; // 相当于 operator+(p3,10)
cout << "mA:" << p4.m_A << " \tmB:" << p4.m_B << endl;
}
int main() {
test();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
作用: 可以输出自定义数据类型
// 左移运算符重载
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Person人类
class Person {
friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);
public:
Person(int a, int b) // 有参构造
{
this->m_A = a;
this->m_B = b;
}
// 不会利用成员函数重载<<运算符,因为无法实现cout在左侧
// 成员函数 实现不了 p << cout 不是我们想要的效果,此效果是:p.operator<<(p)
//void operator<<(Person& p){
//}
// 利用成员函数重载左移运算符,可以实现,p.operator<<(cout),但简化版是: p << cout
//void operator<<(cout){
//}
private:
int m_A;
int m_B;
};
// 只能利用全局函数实现左移运算符重载
// ostream对象只能有一个
// cout是一个ostream对象,标准输出流;右键cout,转到定义;cout全局只能有一个,需使用引用
// 返回ostream&类型,返回cout,cout是链式编程,这样返回可以在之后无限增加;如果返回为void,代码只能写到cout << p1;再添加会报错
ostream& operator<<(ostream& cout, Person& p) { // 本质:operator << (cout, p),简化 cout << p;ostream& cout引用就是起别名,如果都改成out,也可以不会报错
cout << "a:" << p.m_A << " \tb:" << p.m_B << endl;
return cout;
}
void test() {
Person p1(10, 20); // 私有属性,使用有参构造赋初始值
cout << p1 << "hello world" << endl; // 链式编程
}
int main() {
test();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
作用: 通过重载递增运算符,实现自己的整型数据
// 递增运算符重载
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class MyInteger {
friend ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint);
public:
MyInteger() { // 无参构造
m_Num = 0;
}
// 前置++重载
// 重载前置++运算符,返回引用为了一直对一个数据进行递增操作
MyInteger& operator++() {
// 先++运算
m_Num++;
// 再返回
return *this; // 将自身返回
}
// 后置++重载
// MyInteger operator++(int);int代表占位参数,可以用于区分前置和后置递增
MyInteger operator++(int) { // 后置递增一定要返回值
// 先返回
MyInteger temp = *this; // 记录当前本身的值,然后让本身的值加1,但是返回的是以前的值,达到先返回后++
m_Num++;
return temp; // temp为局部变量,当前函数调用后会被释放,如果调用引用会非法操作
}
private:
int m_Num;
};
// 重载<<运算符
ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint) {
out << myint.m_Num;
return out;
}
// 前置++ 先++ 再返回
void test01() {
MyInteger myInt;
cout << ++myInt << endl; // 1
cout << myInt << endl; // 1
}
// 后置++ 先返回 再++
void test02() {
MyInteger myInt;
cout << myInt++ << endl; // 0
cout << myInt << endl; // 1
}
int main() {
test01();
cout << endl;
test02();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
// 递减运算符重载
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class MyInteger {
friend ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger myint);
public:
MyInteger(int num) {
m_Num = num;
}
// 前置--重载
// 重载前置--运算符,返回引用为了一直对一个数据进行递增操作;如果赋值返回,会创建一个新对象
MyInteger& operator--() {
// 先--运算
m_Num--;
// 再返回
return *this; // 将自身返回,前置--,先计算,在返回
}
// 后置--重载
// int代表占位参数,可以用于区分前置和后置递减
MyInteger operator--(int) { // 后置递减一定要有返回值
// 先返回,后置--,先返回,后计算
MyInteger temp = *this; // 记录当前本身的值,使用return返回,然后让本身减1,但是返回的是以前的值,达到先返后--
m_Num--; // 计算--
return temp; // temp为局部变量,当前函数调用后会被释放
}
private:
int m_Num;
};
// 重载<<运算符
ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger myint) {
cout << myint.m_Num;
return cout;
}
void test01() {
// 前置--,先-- 再返回
MyInteger myInt(10);
cout << "--myInt:\t" << --myInt << endl; // 9
cout << "myInt: \t" << myInt << endl; // 9
cout << "--myInt:\t" << --myInt << endl; // 8
cout << "myInt: \t" << myInt << endl; // 8
cout << endl;
// 后置--,先返回 再--
MyInteger myInt_(10);
cout << "myInt_--: \t" << myInt_-- << endl; // 10
cout << "myInt_: \t" << myInt_ << endl; // 9
cout << "myInt_--: \t" << myInt_-- << endl; // 9
cout << "myInt_: \t" << myInt_ << endl; // 8
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
c++ 编译器至少给一个类添加4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
(4)、赋值运算符 operator=,对属性进行值拷贝
如果类中有属性指向堆区,做赋值操作时也会出现深浅拷贝问题
// 赋值运算符重载
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class Person
{
public:
Person(int age)
{
// 将年龄数据开辟到堆区
m_Age = new int(age); // 让指针m_Age去管理堆区(new int(age))的数据
}
// 重载赋值运算符
Person& operator=(Person& p) // 返回引用Person&
{
// p2 = p1赋值运算时,需要把p1所有数据给p2,p2本身有一块堆区内存(p2(20)),需要释放干净
// 应该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;
}
// 编译器提供的代码是浅拷贝
// m_Age = p.m_Age;
// 提供深拷贝 解决浅拷贝的问题
m_Age = new int(*p.m_Age); // 重新new一块int类型空间,参数为p传入的年龄,进行解引用;使自身指针指向这个新的堆区内存
// 返回自身,对象本体,实现连等
return *this;
}
~Person()
{
if (m_Age != NULL)
{
delete m_Age;
m_Age = NULL;
}
}
// 年龄的指针
int* m_Age;
};
void test01()
{
Person p1(18);
Person p2(20);
Person p3(30);
p3 = p2 = p1; // 赋值操作,将p1的数据赋值给p2
cout << "p1的年龄为:" << *p1.m_Age << endl; // 18
cout << "p2的年龄为:" << *p2.m_Age << endl; // 18
cout << "p3的年龄为:" << *p3.m_Age << endl; // 18
}
int main() {
test01();
// 内置的赋值允许c = b = a,连等
//int a = 10;
//int b = 20;
//int c = 30;
//c = b = a;
//cout << "a = " << a << endl; // 10
//cout << "b = " << b << endl; // 10
//cout << "c = " << c << endl; // 10
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
**作用:**重载关系运算符,可以让两个自定义类型对象进行对比操作
// 关系运算符重载
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 创建Person人类
class Person
{
public:
Person(string name, int age) // 有参构造,赋值
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
};
// 重载 == 号
bool operator==(Person& p)
{
if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) // 判断名字和年龄是否都一致
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
// 重载 != 号
bool operator!=(Person& p)
{
if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
{
return false;
}
else
{
return true;
}
}
string m_Name;
int m_Age;
};
void test01()
{
//int a = 0;
//int b = 0;
Person a("张三", 30);
Person b("张三", 30);
if (a == b)
{
cout << "a和b相等" << endl;
}
else
{
cout << "a和b不相等" << endl;
}
if (a != b)
{
cout << "a和b不相等" << endl;
}
else
{
cout << "a和b相等" << endl;
}
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
(1)、函数调用运算符 () 也可以重载
(2)、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
(3)、仿函数没有固定写法,非常灵活
// 函数调用运算符重载
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class MyPrint
{
public:
// 重载函数调用运算符
void operator()(string text)
{
cout << text << endl;
}
};
void test01()
{
// 重载的()操作符 也称为仿函数
MyPrint myFunc;
myFunc("hello world"); // 由于使用起来非常类似于函数调用,因此称为仿函数
}
class MyAdd
{
public:
int operator()(int v1, int v2)
{
return v1 + v2;
}
};
void test02()
{
MyAdd add;
int ret = add(10, 10);
cout << "ret = " << ret << endl; // 20
// 匿名对象调用
cout << "MyAdd()(100,100) = " << MyAdd()(100, 100) << endl; // 200;MyAdd()创建匿名对象
}
int main() {
test01();
cout << endl;
test02();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
继承是面向对象三大特性之一
有些类与类之间存在特殊的关系,例如下图中:
我们发现,定义这些类时,下级别的成员除了拥有上一级的共性,还有自己的特性
这个时候我们就可以考虑利用继承的技术,减少重复代码
例如我们看到很多网站中,都有公共的头部,公共的底部,甚至公共的左侧列表,只有中心内容不同
接下来我们分别利用普通写法和继承的写法来实现网页中的内容,看一下继承存在的意义以及好处
普通实现:
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// Java页面
class Java
{
public:
void header()
{
cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;
}
void footer()
{
cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
}
void left()
{
cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
}
void content()
{
cout << "JAVA学科视频" << endl;
}
};
// Python页面
class Python
{
public:
void header()
{
cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;
}
void footer()
{
cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
}
void left()
{
cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
}
void content()
{
cout << "Python学科视频" << endl;
}
};
// C++页面
class CPP
{
public:
void header()
{
cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;
}
void footer()
{
cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
}
void left()
{
cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
}
void content()
{
cout << "C++学科视频" << endl;
}
};
void test01()
{
// Java页面
cout << "Java下载视频页面如下: " << endl;
Java ja;
ja.header();
ja.footer();
ja.left();
ja.content();
cout << "--------------------" << endl;
// Python页面
cout << "Python下载视频页面如下: " << endl;
Python py;
py.header();
py.footer();
py.left();
py.content();
cout << "--------------------" << endl;
// C++页面
cout << "C++下载视频页面如下: " << endl;
CPP cp;
cp.header();
cp.footer();
cp.left();
cp.content();
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
继承实现:
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 公共页面
class BasePage
{
public:
void header()
{
cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;
}
void footer()
{
cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
}
void left()
{
cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
}
};
// 继承的好处:减少重复代码
// 语法:class 子类 : 继承方式 父类
// 子类 也称为 派生类
// 父类 也称为 基类
// Java页面
class Java : public BasePage
{
public:
void content()
{
cout << "JAVA学科视频" << endl;
}
};
// Python页面
class Python : public BasePage
{
public:
void content()
{
cout << "Python学科视频" << endl;
}
};
// C++页面
class CPP : public BasePage
{
public:
void content()
{
cout << "C++学科视频" << endl;
}
};
void test01()
{
// Java页面
cout << "Java下载视频页面如下: " << endl;
Java ja;
ja.header();
ja.footer();
ja.left();
ja.content();
cout << "--------------------" << endl;
// Python页面
cout << "Python下载视频页面如下: " << endl;
Python py;
py.header();
py.footer();
py.left();
py.content();
cout << "--------------------" << endl;
// C++页面
cout << "C++下载视频页面如下: " << endl;
CPP cp;
cp.header();
cp.footer();
cp.left();
cp.content();
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
总结:
(1)、继承的好处:可以减少重复的代码
(2)、class A : public B;
(3)、A 类称为子类 或 派生类
(4)、B 类称为父类 或 基类
派生类中的成员,包含两大部分:
(1)、一类是从基类继承过来的,一类是自己增加的成员
(2)、从基类继承过过来的表现其共性,而新增的成员体现了其个性
继承的语法:class 子类 : 继承方式 父类
继承方式一共有三种:
(1)、公共继承
(2)、保护继承
(3)、私有继承
class Base1
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
// 公共继承
class Son1 :public Base1
{
public:
void func()
{
m_A; // 可访问 public权限 父类中的公共权限成员,到子类中依然是公共权限
m_B; // 可访问 protected权限 父类中的保护权限成员,到子类中依然是保护权限
//m_C; // 不可访问 父类中的私有权限成员,子类访问不到
}
};
void myClass()
{
Son1 s1;
s1.m_A; // 其他类只能访问到公共权限
//s1.m_B; // 到Son1中m_B是保护权限,类外访问不到
}
// 保护继承
class Base2
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
class Son2:protected Base2
{
public:
void func()
{
m_A; // 可访问 protected权限 父类中公共成员,到子类中变成保护权限
m_B; // 可访问 protected权限 父类中保护成员,到子类中变成保护权限
//m_C; // 子类不可访问,父类中私有成员
}
};
void myClass2()
{
Son2 s;
//s.m_A; // 不可访问 在Son2中m_A变为保护权限,因此类外访问不到
//s.m_B; // 不可访问 在Son2中m_B为保护权限,因此类外访问不到
}
// 私有继承
class Base3
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
class Son3:private Base3
{
public:
void func()
{
m_A; // 可访问 private权限 父类中公共成员,到子类中变为私有成员
m_B; // 可访问 private权限 父类中保护成员,到子类中变为私有成员
//m_C; // 不可访问 父类中私有成员,子类访问不到
}
};
class GrandSon3 :public Son3
{
public:
void func()
{
// Son3是私有继承,所以继承Son3的属性在GrandSon3中都无法访问到
//m_A; // 到了Son3中m_A变为私有,即使是儿子,也是访问不到
//m_B; // 到了Son3中m_A变为私有,即使是儿子,也是访问不到
//m_C;
}
};
问题: 从父类继承过来的成员,哪些属于子类对象中?
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class Base
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C; // 私有成员只是被隐藏了,但是还是会继承下去
};
// 公共继承
class Son :public Base
{
public:
int m_D;
};
void test01()
{
cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;
}
int main() {
// 父类中所有非静态成员属性都会被子类继承下去
// 父类中私有成员属性,是被编译器给隐藏了,因此是访问不到,但是确实被继承下去了
test01(); // 16
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
利用工具查看:
打开工具窗口后,定位到当前CPP文件的盘符
然后输入: cl /d1 reportSingleClassLayout查看的类名 所属文件名
效果如下图:
结论: 父类中私有成员也是被子类继承下去了,只是由编译器给隐藏后访问不到
子类继承父类后,当创建子类对象,也会调用父类的构造函数
问题:父类和子类的构造和析构顺序是谁先谁后
// 继承中的构造和析构函数
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class Base
{
public:
Base()
{
cout << "Base构造函数!" << endl;
}
~Base()
{
cout << "Base析构函数!" << endl;
}
};
class Son : public Base
{
public:
Son()
{
cout << "Son构造函数!" << endl;
}
~Son()
{
cout << "Son析构函数!" << endl;
}
};
void test01()
{
// 继承中 先调用父类构造函数,再调用子类构造函数,析构顺序与构造相反
Son s;
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
总结:继承中 先调用父类构造函数,再调用子类构造函数,析构顺序与构造相反
问题:当子类与父类出现同名的成员,如何通过子类对象,访问到子类或父类中同名的数据呢?
(1)、访问子类同名成员 直接访问即可
(2)、访问父类同名成员 需要加作用域
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class Base {
public:
Base()
{
m_A = 100;
}
void func()
{
cout << "Base - func()调用" << endl;
}
void func(int a)
{
cout << "Base - func(int a)调用" << endl;
}
public:
int m_A;
};
class Son : public Base {
public:
Son()
{
m_A = 200;
}
// 当子类与父类拥有同名的成员函数,子类会隐藏父类中所有版本的同名成员函数
// 如果想访问父类中被隐藏的同名成员函数,需要加父类的作用域
void func()
{
cout << "Son - func()调用" << endl;
}
public:
int m_A;
};
void test01()
{
Son s;
cout << "Son下的m_A = " << s.m_A << endl; // 200
// 如果通过子类对象,访问到父类中同名成员,需要加作用域
cout << "Base下的m_A = " << s.Base::m_A << endl; // 100
// 同名成员函数
s.func(); // 直接调用,调用的是子类中的同名成员
s.Base::func();
s.Base::func(10);
// 如果子类中出现和父类同名的成员函数,子类的同名成员会隐掉父类中所有同名成员函数
// 如果想访问到父类中被隐藏的同名成员函数,需要加作用域
//s.func(10);
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return EXIT_SUCCESS; // 程序正常退出
}
总结:
(1)、子类对象可以直接访问到子类中同名成员
(2)、子类对象加作用域可以访问到父类同名成员
(3)、当子类与父类拥有同名的成员函数,子类会隐藏父类中同名成员函数,加作用域可以访问到父类中同名函数
问题:继承中同名的静态成员在子类对象上如何进行访问?
静态成员和非静态成员出现同名,处理方式一致
(1)、访问子类同名成员 直接访问即可
(2)、访问父类同名成员 需要加作用域
// 继承中的同名静态成员处理方式
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class Base {
public:
static void func()
{
cout << "Base - static void func()" << endl;
}
static void func(int a)
{
cout << "Base - static void func(int a)" << endl;
}
static int m_A;
};
int Base::m_A = 100;
class Son : public Base {
public:
static void func()
{
cout << "Son - static void func()" << endl;
}
static int m_A;
};
int Son::m_A = 200;
// 同名成员属性
void test01()
{
// 1、通过对象访问
cout << "通过对象访问: " << endl;
Son s;
cout << "Son 下 m_A = " << s.m_A << endl; // 200
cout << "Base 下 m_A = " << s.Base::m_A << endl; // 100
// 2、通过类名访问
cout << "通过类名访问: " << endl;
cout << "Son 下 m_A = " << Son::m_A << endl; // 200
// 第一个::代表通过类名方式访问,第二个::代表访问父类作用域下
cout << "Base 下 m_A = " << Son::Base::m_A << endl; // 100;通过类名的方式访问Base类作用域下的m_A
}
// 同名成员函数
void test02()
{
// 1、通过对象访问
cout << "通过对象访问: " << endl;
Son s;
s.func();
s.Base::func();
// 2、通过类名访问
cout << "通过类名访问: " << endl;
Son::func();
Son::Base::func();
// 出现同名,子类会隐藏掉父类中所有同名成员函数,需要加作作用域访问
Son::Base::func(100);
//Son::func(100); // 报错,出现同名,隐藏父类全部同名函数
}
int main() {
test01();
cout << endl;
test02();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return EXIT_SUCCESS; // 程序正常退出
}
总结:同名静态成员处理方式和非静态处理方式一样,只不过有两种访问的方式(通过对象 和 通过类名)
C++允许 一个类继承多个类
语法: class 子类 :继承方式 父类1 , 继承方式 父类2...
多继承可能会引发父类中有同名成员出现,需要加作用域区分
C++实际开发中不建议用多继承
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class Base1 {
public:
Base1()
{
m_A = 100;
}
public:
int m_A;
};
class Base2 {
public:
Base2()
{
m_A = 200; // 开始是m_B 不会出问题,但是改为mA就会出现不明确
}
public:
int m_A;
};
// 语法:class 子类:继承方式 父类1 , 继承方式 父类2 ...
class Son : public Base2, public Base1 {
public:
Son()
{
m_C = 300;
m_D = 400;
}
public:
int m_C;
int m_D;
};
// 多继承容易产生成员同名的情况
// 通过使用类名作用域可以区分调用哪一个基类的成员
void test01()
{
Son s;
cout << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl; // 16
// 当父类中出现同名成员,需要加作用域区分
cout << s.Base1::m_A << endl; // 100
cout << s.Base2::m_A << endl; // 200
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return EXIT_SUCCESS; // 程序正常退出
}
总结: 多继承中如果父类中出现了同名情况,子类使用时候要加作用域
菱形继承概念:
(1)、两个派生类继承同一个基类
(2)、又有某个类同时继承者两个派生类
(3)、这种继承被称为菱形继承,或者钻石继承
典型的菱形继承案例:
菱形继承问题:
(1)、羊继承了动物的数据,驼同样继承了动物的数据,当草泥马使用数据时,就会产生二义性
(2)、草泥马继承自动物的数据继承了两份,其实我们应该清楚,这份数据我们只需要一份就可以
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class Animal {
public:
int m_Age;
};
// 继承前加virtual关键字后,变为虚继承;虚继承,可以解决菱形继承的问题
// 此时公共的父类Animal称为虚基类
class Sheep : virtual public Animal {};
class Tuo : virtual public Animal {};
class SheepTuo : public Sheep, public Tuo {};
void test01()
{
SheepTuo st;
st.Sheep::m_Age = 100;
st.Tuo::m_Age = 200; // 使用虚继承后共享一份数据,st.Tuo::m_Age共享使用st.Sheep::m_Age值
// 当菱形继承,两个父类拥有相同数据,需要加以作用域区分
cout << "st.Sheep::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl; // 200
cout << "st.Tuo::m_Age = " << st.Tuo::m_Age << endl; // 200
// 这份数据我们知道,只要有一份就可以,菱形继承导致数据有两份,资源浪费
cout << "st.m_Age = " << st.m_Age << endl; // 200
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return EXIT_SUCCESS; // 程序正常退出
}
总结:
(1)、菱形继承带来的主要问题是子类继承两份相同的数据,导致资源浪费以及毫无意义
(2)、利用虚继承可以解决菱形继承问题
多态是C++面向对象三大特性之一
多态分为两类:
(1)、静态多态:函数重载 和 运算符重载属于静态多态,复用函数名
(2)、动态多态:派生类和虚函数实现运行时多态
静态多态和动态多态区别:
(1)、静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址
(2)、动态多态的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定函数地址
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class Animal
{
public:
// Speak函数就是虚函数
// 函数前面加上virtual关键字,变成虚函数,那么编译器在编译的时候就不能确定函数调用了。
virtual void speak()
{
cout << "动物在说话" << endl;
}
};
class Cat :public Animal
{
public:
// 重写:函数返回值类型、函数名、参数列表要完全相同;virtual可写可不写,父类必须写
void speak()
{
cout << "小猫在说话" << endl;
}
};
class Dog :public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "小狗在说话" << endl;
}
};
// 我们希望传入什么对象,那么就调用什么对象的函数
// 如果函数地址在编译阶段就能确定,那么静态联编
// 如果函数地址在运行阶段才能确定,就是动态联编
// 执行说话的函数
// 地址早绑定,在编译阶段确定函数地址
// 如果想执行让猫说话,那么这个函数地址就不能提前绑定,需要在运行阶段进行绑定,地址晚绑定
void DoSpeak(Animal& animal) // Animal & animal = cat; 父类引用在指向子类对象;c++中允许父子之间类型转换,不需要强制转换
{
animal.speak(); // 根据对象不同,走不同的地址
}
// 动态多态满足条件:
// 1、有继承关系
// 2、子类重写父类中的虚函数
// 动态多态使用:
// 父类指针或引用指向子类对象
void test01()
{
Cat cat;
DoSpeak(cat); // 小猫在说话
Dog dog;
DoSpeak(dog); // 小狗在说话
}
void test02()
{
// 当Animal类中speak()函数为成员函数,未加virtual时,占用1个字节内存空间
// 当Animal类中speak()函数为虚函数,加virtual时,占用4个字节内存空间,存放虚指针
cout << "sizeof Animal = " << sizeof(Animal) << endl;
}
int main() {
test01();
cout << endl;
test02();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return EXIT_SUCCESS; // 程序正常退出
}
总结:
(1)、多态满足条件: 有继承关系;子类重写父类中的虚函数
(2)、多态使用条件: 父类指针或引用指向子类对象
(3)、重写: 函数返回值类型 函数名 参数列表 完全一致称为重写
使用父类引用在指向子类对象时,由于本身是子类对象,创建的猫或狗,当调用公共接口animal.speak();,会从子类中查找确切的入口地址speak()
案例描述:
分别利用普通写法和多态技术,设计实现两个操作数进行运算的计算器类
多态的优点:
(1)、代码组织结构清晰
(2)、可读性强
(3)、利于前期和后期的扩展以及维护
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 普通实现
class Calculator {
public:
int getResult(string oper)
{
if (oper == "+") {
return m_Num1 + m_Num2;
}
else if (oper == "-") {
return m_Num1 - m_Num2;
}
else if (oper == "*") {
return m_Num1 * m_Num2;
}
// 如果要提供新的运算,需要修改源码
// 在真正开发中,提倡:开闭原则
// 开闭原则:对扩展进行开放,对修改进行关闭
}
public:
int m_Num1;
int m_Num2;
};
void test01()
{
// 普通实现测试
Calculator c;
c.m_Num1 = 10;
c.m_Num2 = 10;
cout << c.m_Num1 << " + " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("+") << endl;
cout << c.m_Num1 << " - " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("-") << endl;
cout << c.m_Num1 << " * " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("*") << endl;
}
// 多态实现
// 多态优点:1、代码组织结构清晰;2、可读性强;3、利于前期和后期的扩展以及维护
// 抽象计算器类
class AbstractCalculator
{
public:
virtual int getResult() // 父类为虚函数,子类去重写
{
return 0;
}
int m_Num1;
int m_Num2;
};
// 加法计算器
class AddCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
int getResult()
{
return m_Num1 + m_Num2;
}
};
// 减法计算器
class SubCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
int getResult()
{
return m_Num1 - m_Num2;
}
};
// 乘法计算器
class MulCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
int getResult()
{
return m_Num1 * m_Num2;
}
};
void test02()
{
// 多态使用条件:父类指针或者引用指向子类对象
// 创建加法计算器
AbstractCalculator* abc = new AddCalculator; // 父类AbstractCalculator指针abc;创建new一个AddCalculator对象
abc->m_Num1 = 10;
abc->m_Num2 = 10;
cout << abc->m_Num1 << " + " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl; // 10 + 10 = 20
delete abc; // 用完了记得销毁;new出来在堆区,手动开辟,手动释放
// 创建减法计算器
abc = new SubCalculator; // 释放的是堆区数据,但指针类型未变,还是AbstractCalculator *abc
abc->m_Num1 = 10;
abc->m_Num2 = 10;
cout << abc->m_Num1 << " - " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl; // 10 - 10 = 2
delete abc;
// 创建乘法计算器
abc = new MulCalculator;
abc->m_Num1 = 10;
abc->m_Num2 = 10;
cout << abc->m_Num1 << " * " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl; // 10 * 10 = 100
delete abc;
}
int main() {
test01();
cout << endl;
test02();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return EXIT_SUCCESS; // 程序正常退出
}
总结:C++开发提倡利用多态设计程序架构,因为多态优点很多
在多态中,通常父类中虚函数的实现是毫无意义的,主要都是调用子类重写的内容
因此可以将虚函数改为 纯虚函数
纯虚函数语法:virtual 返回值类型 函数名 (参数列表)= 0 ;
当类中有了纯虚函数,这个类也称为 抽象类
抽象类特点:
(1)、无法实例化对象
(2)、子类必须重写抽象类中的纯虚函数,否则也属于抽象类
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class Base
{
public:
// 纯虚函数
// 类中只要有一个纯虚函数就称为抽象类
// 1、抽象类无法实例化对象
// 2、子类必须重写父类中的纯虚函数,否则也属于抽象类
virtual void func() = 0; // 目的:让子类重写虚函数
};
class Son :public Base
{
public:
// 子类必须重写父类中的纯虚函数,否则无法实例化对象
virtual void func()
{
cout << "func调用" << endl;
};
};
void test01()
{
Base* base = NULL; // 父类指针指向空
//base = new Base; // 错误,抽象类无法实例化对象
base = new Son;
base->func();
delete base; // 记得销毁
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return EXIT_SUCCESS; // 程序正常退出
}
案例描述:
(1)、制作饮品的大致流程为:煮水 - 冲泡 - 倒入杯中 - 加入辅料
(2)、利用多态技术实现本案例,提供抽象制作饮品基类,提供子类制作咖啡和茶叶
// 抽象制作饮品
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class AbstractDrinking {
public:
// 烧水
virtual void Boil() = 0;
// 冲泡
virtual void Brew() = 0;
// 倒入杯中
virtual void PourInCup() = 0;
// 加入辅料
virtual void PutSomething() = 0;
// 规定流程
void MakeDrink() {
Boil();
Brew();
PourInCup();
PutSomething();
}
};
// 制作咖啡
class Coffee : public AbstractDrinking {
public:
// 烧水
virtual void Boil() {
cout << "煮农夫山泉!" << endl;
}
// 冲泡
virtual void Brew() {
cout << "冲泡咖啡!" << endl;
}
// 倒入杯中
virtual void PourInCup() {
cout << "将咖啡倒入杯中!" << endl;
}
// 加入辅料
virtual void PutSomething() {
cout << "加入牛奶!" << endl;
}
};
// 制作茶水
class Tea : public AbstractDrinking {
public:
// 烧水
virtual void Boil() {
cout << "煮自来水!" << endl;
}
// 冲泡
virtual void Brew() {
cout << "冲泡茶叶!" << endl;
}
// 倒入杯中
virtual void PourInCup() {
cout << "将茶水倒入杯中!" << endl;
}
// 加入辅料
virtual void PutSomething() {
cout << "加入枸杞!" << endl;
}
};
// 业务函数
void DoWork(AbstractDrinking* drink) { // AbstractDrinking* drink = new Coffee
drink->MakeDrink();
delete drink; // 防止内存泄漏;释放
}
void test01() {
DoWork(new Coffee);
cout << "--------------" << endl;
DoWork(new Tea);
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return EXIT_SUCCESS; // 程序正常退出
}
多态使用时,如果子类中有属性开辟到堆区,那么父类指针在释放时无法调用到子类的析构代码
解决方式: 将父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构
虚析构和纯虚析构共性:
(1)、可以解决父类指针释放子类对象
(2)、都需要有具体的函数实现
虚析构和纯虚析构区别:
虚析构语法:
virtual ~类名(){}
纯虚析构语法:
virtual ~类名() = 0;
类名::~类名(){}
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
class Animal {
public:
Animal() // 现有父类,后有子类
{
cout << "Animal 构造函数调用!" << endl;
}
virtual void Speak() = 0;
// 析构函数加上virtual关键字,变成虚析构函数
// 利用虚析构可以解决,父类指针释放子类对象时不干净的问题
//virtual ~Animal()
//{
// cout << "Animal虚析构函数调用!" << endl;
//}
// 纯虚函数:需要有声明,也需要有实现,父类中也可能有些属性会开辟到堆区,需要走实现,否则会报错
// 有了纯虚析构之后,这个类也属于抽象类,无法实例化对象
virtual ~Animal() = 0;
};
// 实现
Animal::~Animal()
{
cout << "Animal 纯虚析构函数调用!" << endl;
}
// 和包含普通纯虚函数的类一样,包含了纯虚析构函数的类也是一个抽象类。不能够被实例化。
class Cat : public Animal {
public:
Cat(string name)
{
cout << "Cat构造函数调用!" << endl;
m_Name = new string(name); // 传入name,使用new string()创建在堆区,用m_Name指针维护数据
}
virtual void Speak()
{
cout << *m_Name << "小猫在说话!" << endl;
}
~Cat()
{
cout << "Cat析构函数调用!" << endl;
if (this->m_Name != NULL) { // 释放
delete m_Name;
m_Name = NULL;
}
}
public:
string* m_Name;
};
void test01()
{
Animal* animal = new Cat("Tom");
animal->Speak();
// 父类指针在析构时,不会调用子类中析构函数,导致子类如果有堆区属性,会出现内存泄漏
// 通过父类指针去释放,会导致子类对象可能清理不干净,造成内存泄漏
// 怎么解决?给基类增加一个虚析构函数
// 虚析构函数就是用来解决通过父类指针释放子类对象
delete animal;
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return EXIT_SUCCESS; // 程序正常退出
}
总结:
(1)、虚析构或纯虚析构就是用来解决通过父类指针释放子类对象
(2)、如果子类中没有堆区数据,可以不写为虚析构或纯虚析构
(3)、拥有纯虚析构函数的类也属于抽象类
案例描述:
(1)、电脑主要组成部件为 CPU(用于计算),显卡(用于显示),内存条(用于存储)
(2)、将每个零件封装出抽象基类,并且提供不同的厂商生产不同的零件,例如Intel厂商和Lenovo厂商
(3)、创建电脑类提供让电脑工作的函数,并且调用每个零件工作的接口
(4)、测试时组装三台不同的电脑进行工作
#include // 包含标准输入输出流文件
using namespace std; // 使用标准命名空间
// 抽象CPU类
class CPU
{
public:
// 抽象的计算函数;纯虚函数
virtual void calculate() = 0;
};
// 抽象显卡类
class VideoCard
{
public:
// 抽象的显示函数
virtual void display() = 0;
};
// 抽象内存条类
class Memory
{
public:
// 抽象的存储函数
virtual void storage() = 0;
};
// 电脑类
class Computer
{
public:
Computer(CPU* cpu, VideoCard* vc, Memory* mem)
{
m_cpu = cpu;
m_vc = vc;
m_mem = mem;
}
// 提供工作的函数
void work()
{
// 让零件工作起来,调用接口
m_cpu->calculate();
m_vc->display();
m_mem->storage();
}
// 提供析构函数 释放3个电脑零件
~Computer()
{
// 释放CPU零件
if (m_cpu != NULL)
{
delete m_cpu;
m_cpu = NULL;
}
// 释放显卡零件
if (m_vc != NULL)
{
delete m_vc;
m_vc = NULL;
}
// 释放内存条零件
if (m_mem != NULL)
{
delete m_mem;
m_mem = NULL;
}
}
private:
CPU* m_cpu; // CPU的零件指针
VideoCard* m_vc; // 显卡零件指针
Memory* m_mem; // 内存条零件指针
};
// 具体厂商
// Intel厂商
class IntelCPU :public CPU
{
public:
virtual void calculate()
{
cout << "Intel的CPU开始计算了!" << endl;
}
};
class IntelVideoCard :public VideoCard
{
public:
virtual void display()
{
cout << "Intel的显卡开始显示了!" << endl;
}
};
class IntelMemory :public Memory
{
public:
virtual void storage()
{
cout << "Intel的内存条开始存储了!" << endl;
}
};
// Lenovo厂商
class LenovoCPU :public CPU
{
public:
virtual void calculate()
{
cout << "Lenovo的CPU开始计算了!" << endl;
}
};
class LenovoVideoCard :public VideoCard
{
public:
virtual void display()
{
cout << "Lenovo的显卡开始显示了!" << endl;
}
};
class LenovoMemory :public Memory
{
public:
virtual void storage()
{
cout << "Lenovo的内存条开始存储了!" << endl;
}
};
void test01()
{
// 第一台电脑零件
CPU* intelCpu = new IntelCPU;
VideoCard* intelCard = new IntelVideoCard;
Memory* intelMem = new IntelMemory;
cout << "第一台电脑开始工作:" << endl;
// 创建第一台电脑
Computer* computer1 = new Computer(intelCpu, intelCard, intelMem);
computer1->work();
delete computer1;
cout << "-----------------------" << endl;
cout << "第二台电脑开始工作:" << endl;
// 第二台电脑组装
Computer* computer2 = new Computer(new LenovoCPU, new LenovoVideoCard, new LenovoMemory);;
computer2->work();
delete computer2;
cout << "-----------------------" << endl;
cout << "第三台电脑开始工作:" << endl;
// 第三台电脑组装
Computer* computer3 = new Computer(new LenovoCPU, new IntelVideoCard, new LenovoMemory);;
computer3->work();
delete computer3;
}
int main() {
test01();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果
return EXIT_SUCCESS; // 程序正常退出
}
(1)、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;
(2)、对于内置的数据类型的表达式的的运算符(+、-、*、/…)是不可能改变的;
(3)、不要滥用运算符重载;
(4)、重载左移运算符配合友元可以实现输出自定义数据类型;
(5)、前置递增返回引用,后置递增返回值。