08-C++核心编程

主要针对C++面向对象编程技术做详细讲解,探讨C++中的核心和精髓

目录

一、内存分区模型

1.程序运行前

代码区:

全局区:

2.程序运行后

栈区:

堆区:

3.new操作符

二、引用

1.引用的基本使用和注意事项

2.引用做函数参数

3.引用做函数返回值

4.引用的本质

5.常量引用

三、函数提高

1.函数默认参数

2.函数占位参数

3.函数重载

1)函数重载概述

2)函数重载注意事项

四、类和对象

1.封装

1)封装的意义

2)struct和class区别

3)成员属性设置为私有

练习案例1-设计立方体类

练习案例2-点和圆的关系

2.对象的初始化和清理

1)构造函数和析构函数

2)构造函数的分类及调用

3)拷贝构造函数调用时机

4)构造函数调用规则

5)深拷贝与浅拷贝

6)初始化列表

7)类对象作为类成员

8)静态成员

3.C++对象模型和this指针 

1)成员变量和成员函数分开存储

2)this指针概念

3)空指针访问成员函数

4)const修饰成员函数

4.友元

5.运算符重载

1) 加号运算符重载

2)左移运算符重载 

3)递增运算符重载

4)赋值运算符重载

5)关系运算符重载

 6)函数调用运算符重载

6.继承

1)继承的基本语法

2)继承方式

3)继承中的对象模型

4)继承中构造和析构顺序

5)继承同名成员处理方式

6)继承同名静态成员处理方式

7)多继承语法

8)菱形继承

7.多态

1)基本概念

2)多态案例一-计算机类

3)纯虚函数和抽象类

4)多态案例二-制作饮品

5)虚析构和纯虚析构

6)多态案例三-电脑组装

五、文件操作

1.文本文件

1)写文件

2)读文件

2.二进制文件


一、内存分区模型

C++程序在执行时,将内存大方向划分为4个区域: 

  • 代码区:存放函数体的二进制代码,由操作系统进行管理的
  • 全局区:存放全局变量和静态变量以及常量
  • 栈区:由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量等
  • 堆区:由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收

内存四区的意义:

  • 不同区域存放的数据,赋予不同的生命周期,给我们更大的灵活编程

1.程序运行前

在程序编译后,生成了exe可执行程序,未执行该程序前分为两个区域

  • 代码区:

    • 存放CPU执行的机器指令
    • 代码区是共享的,共享的目的是对于频繁被执行的程序,只需要在内存中有一份代码即可
    • 代码区是只读的,使其只读的原因是防止程序意外的修改了它的指令
  • 全局区:

    • 全局变量和静态变量存放在此
    • 全局区还包含了常量区,字符串常量和其他常量也存放在此
    • 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放

不在全局区中有:

  • 局部变量
  • const修饰的局部变量(局部常量)

全局区:

  • 全局变量
  • 静态变量(static关键字)
  • 常量
    • 字符串常量
    • const修饰的全局变量(全局常量)

2.程序运行后

  • 栈区:

    • 由编译器自动分配释放 存放函数的参数值,局部变量等
    • 注意:不要返回局部变量的地址,栈区开辟的数据由编译器自动释放
#include
using namespace std;

//栈区数据的注意事项——不要返回局部变量的地址
//栈区的数据由编译器管理开辟和释放
int * func(int b)//形参数据也会放在栈区
{
	b=100;
	int a=10;//局部变量,存放在栈区 栈区的数据在函数执行完后自动释放
	return &a;//返回局部变量的地址
}

int main()
{
	int * p=func();
	cout<<*p<
  • 堆区:

    • 由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收
    • 在C++中主要利用new在堆区开辟内存 
#include
using namespace std;

int * func()
{
	//利用new可以将数据开辟到堆区
	//指针本质也是局部变量,放在栈上,指针保留的数据放在堆区
	int * p = new int(10);
	return p;
}


int main()
{
	//在堆区开辟数据
	int * p = func();
	cout<<*p<

3.new操作符

  • C++中利用new操作符在堆区开辟数据
  • 堆区开辟的数据,由程序员手动开辟和释放,释放利用操作符delete
  • 利用new创建的数据,会返回该数据对应的类型的指针

new 数据类型

#include
using namespace std;

//1.new的基本语法
int * func()
{
	//	在堆区创建整型数据
	//	new返回的是 该数据类型的指针

	int * p=new int(10);
	return p;
}

void test01()
{
	int * p=func();
	cout<<*p<

二、引用

1.引用的基本使用和注意事项

给变量起别名 

数据类型 &别名 = 原名;

注意:

  • 引用必须初始化
  • 引用在初始化后,不可以改变(b为a的别名后,不可以再为c的别名)

2.引用做函数参数

作用:函数传参时,可以利用引用的技术让形参修饰实参

优点:可以简化指针修改实参

#include
using namespace std;

//交换函数

//1.值传递
void swap01(int a ,int b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;

}

//2.地址传递
void swap02(int * a,int * b)
{
	int temp = * a;
	* a = * b;
	* b = temp;

}

//3.引用传递
void swap03(int &a,int &b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;

}


int main()
{
	int a=10;int b=20;

	//swap01(a,b);
	//swap02(&a,&b);
	swap03(a,b);

	cout<<"a="<

3.引用做函数返回值

作用:引用是可以作为函数的返回值存在的

注意:不要返回局部变量引用

用法:函数调用作为左值存在

#include
using namespace std;

//引用作函数的返回值

//1.不要返回局部变量引用
int & test01()	//	用引用的方式返回
{
	int a = 10;//局部变量,存放在栈区
	return a;
}


int & test02()
{
	static int a = 10;//静态变量,在全局区(在程序结束后由系统释放)
	return a;
}


int main()
{
	/*
	int &ref=test01();
	cout<<"ref="<

4.引用的本质

引用的本质在c++内部实现是一个指针常量

#include
using namespace std;

//发现是引用,转换为int * const ref = &a;
void func(int &ref)
{
	ref=100;	//ref是引用,转换为*ref=100;
}

int main()
{
	int a = 10;

	//自动转换为 int * const ref = &a;指针常量是指针指向不可修改,也说明为什么引用不可更改
	int & ref = a;
	ref = 20;	//内部发现ref是引用,自动帮我们转换为:*ref = 20;

	cout<<"a:"<

5.常量引用

作用:常量引用主要用来修饰形参,防止误操作

int main()
{
	//常量引用
	//使用场景:用来修饰形参,防止误操作

	//int a = 10;

    //1.
	//int & ref = 10;	//引用必须引一块合法的内存空间

    //2.
	const int & ref = 10;	
    //加上const后,编译器将代码修改 int temp 10; const int & ref = temp;
    //(编译器自己起的原名—temp)
	//ref = 20; 
    //加入const之后,变为只读,不可修改


	system("pause");
	return 0;
}

当我们不小心在showValue函数中修改了val的值,导致a的值也被修改

#include
using namespace std;

//打印数据的函数
void showValue(int &val)
{
	val = 1000;
	cout<<"val="<

但我们在打印函数的参数上添加const,val会报错(表达式必须是可修改的左值) ,防止误操作

08-C++核心编程_第1张图片


三、函数提高

1.函数默认参数

在c++中,函数的形参列表中的形参是可以有默认值的

返回值类型  函数名  ( 参数 = 默认值 ) { }

#include
using namespace std;

//函数的默认参数
int func(int a,int b = 20,int c = 30)
{
	return a+b+c;
}

int main()
{
	cout<

注意事项:

  •  如果某个位置已经有了默认参数,那么从这个位置往后,从左到右都必须有默认值
  • 如果函数的声明有默认参数,函数实现就不能有默认参数(声明和实现只能有一个默认参数)

08-C++核心编程_第2张图片

2.函数占位参数

c++中函数的形参列表里可以有占位参数,用来做占位,调用函数时必须填补该位置

返回值类型  函数名 (数据类型){ }

#include
using namespace std;

//占位参数

void func(int a,int)	//第二个int起到占位作用
{
	cout<<"this is func"<
  • 占位参数可以有默认参数(int = 10)

3.函数重载

1)函数重载概述

作用:函数名可以相同,提高复用性

函数重载满足条件:

  • 同一个作用域下
  • 函数名称相同
  • 函数参数类型不同  或者  个数不同  或者  顺序不同
#include
using namespace std;

//函数重载
//可以让函数名相同,提高复用性

//满足条件:
//1.同一个作用域下
//2.名称相同
//3.函数参数类型不同 / 个数不同 / 顺序不同


void func()
{
	cout<<"func的调用"<

注意:

  • 函数的返回值不可以作为函数重载的条件(如:void—>int)

2)函数重载注意事项

  • 引用作为函数重载的条件
  • 函数重载碰到默认参数
#include
using namespace std;

//函数重载注意事项
//1.引用作为函数重载的条件

void func(int& a)
{
	cout<<"func(int& a)的调用"<

四、类和对象

C++面向对象的三大特性为:封装、继承、多态 

1.封装

1)封装的意义

  • 将属性和行为作为一个整体,表现生活中的事物

class  类名 {  访问权限: 属性  /  行为  }; 

类中的属性和行为 统称为 成员

属性   成员属性  成员变量

行为   成员函数  成员方法

#include
using namespace std;
const double PI = 3.14;


//设计一个圆类,求圆周长
class Circle
{
	//访问权限-公共权限
public:
	//属性
	int m_r;
	//行为-获取圆的周长
	double calculateZC()
	{
		return 2*PI*m_r;
	}
};

int main()
{
	//通过圆类创建一个具体的圆-对象
	Circle c1;
	//给圆对象的属性进行赋值
	c1.m_r=10;
	cout<<"圆的周长:"<
#include
using namespace std;
#include

//设计一个学生类,属性有学号和姓名,可以给姓名和学号赋值,可以显示姓名和学号

class Student
{
public:
	string m_Name;
	int m_Id;

	void SetName(string name)
	{
		m_Name=name;
	}

	void Write()
	{
		cout<<"姓名:"<>m_Name;
		cout<<"学号:"<>m_Id;
	}
	void ShowStu()
	{
		cout<<"姓名:"<
  • 将属性和行为加以权限控制

三种访问权限:

  • public          公共权限        类内可以访问        类外可以访问
  • protected    保护权限        类内可以访问        类外不可以访问        子可以访问父的保护内容
  • private         私有权限       类内可以访问        类外不可以访问        子不可以访问父的保护内容

2)struct和class区别

唯一区别在于——默认的访问权限不同

  • struct默认权限为公共
  • class默认权限是私有

3)成员属性设置为私有

优点:

  • 将所有成员属性设置为私有,可以自己控制读写权限
#include
using namespace std;
#include

//成员属性设置为私有

//将所有成员属性设置为私有,可以自己控制读写权限
class Person
{
public:

	//写 姓名
	void setName(string name)
	{
		_name=name;
	}
	//读 姓名
	string getName()
	{
		return _name;
	}

	//获取 年龄
	int getAge()
	{
		_age=0;	//	初始化为0岁
		return _age;
	}

	//设置 爱人
	void setLover(string lover)
	{
		_lover=lover;
	}

	
private:
	//姓名 可读可写
	string _name;
	//年龄 只读
	int _age;
	//爱人 只写
	string _lover;
};

int main()
{
	
	Person p1;
	p1.setName("张三");
	cout<<"姓名为:"<
  • 对于写权限,我们可以检测数据的有效性
#include
using namespace std;
#include

//成员属性设置为私有

//对于写权限,我们可以检测数据的有效性
class Person
{
public:

	//写 姓名
	void setName(string name)
	{
		_name=name;
	}
	//读 姓名
	string getName()
	{
		return _name;
	}

	//获取 年龄 可读可写 如果想修改(年龄的范围必须是0~18之间)
	int getAge()
	{
		return _age;
	}

	//设置年龄
	void setAge(int age)
	{
		if(age<0||age>18)
		{
			_age=0;	//强制改为0岁
			cout<<"您的年龄不符合"<

练习案例1-设计立方体类

#include
using namespace std;

//设计立方体类Cube
//求出立方体的面积和体积
//分别用全局函数和成员函数判断两个立方体是否相等

class Cube
{
public:
	//设置长宽高,获取长宽高
	void setL(int l)
	{
		m_L = l;
	}

	int getL()
	{
		return m_L;
	}

	void setW(int w)
	{
		m_W = w;
	}

	int getW()
	{
		return m_W;
	}

	void setH(int h)
	{
		m_H = h;
	}
	int getH()
	{
		return m_H;
	}

	//获取面积
	int calculateS()
	{
		return 2 * m_L * m_W + 2 * m_L * m_H + 2 * m_H * m_W;
	}
	//获取体积
	int calculateV()
	{
		return m_L * m_H * m_W;
	}

	//利用成员函数判断
	bool isSameByClass(Cube& c)
	{
		if (m_L == c.getL() && m_W == c.getW() && m_H == c.getH())
		{
			return true;
		}
		return false;

	}

private:
	int m_L;
	int m_W;
	int m_H;

};

//利用全局函数判断 两个立方体是否相等
bool isSame(Cube& c1, Cube& c2)	//	利用引用 节省内存
{
	if (c1.getL() == c2.getL() && c1.getW() == c2.getW() && c1.getH() == c2.getH())
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}



int main()
{
	Cube c1;
	c1.setL(10);
	c1.setW(10);
	c1.setH(10);

	cout << "c1的面积为:" << c1.calculateS() << endl;
	cout << "c1的体积为:" << c1.calculateV() << endl;


	Cube c2;
	c2.setL(10);
	c2.setW(10);
	c2.setH(10);

	//利用全局函数
	bool ret = isSame(c1, c2);

	if (ret)
	{
		cout << "c1和c2相等" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "c1和c2不相等" << endl;
	}

	//利用成员函数
	ret = c1.isSameByClass(c2);

	if (ret)
	{
		cout << "c1和c2相等" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "c1和c2不相等" << endl;
	}

	system("pause");
	return 0;

}

练习案例2-点和圆的关系

#include 
using namespace std;

//设计一个圆类(Circle) 和 一个点类(Point),计算点和圆的关系

class Point
{
public:
	void setX(int x)
	{
		m_X = x;
	}
	int getX()
	{
		return m_X;
	}
	void setY(int y)
	{
		m_Y = y;
	}
	int getY()
	{
		return m_Y;
	}

private:
	int m_X;
	int m_Y;
};

class Circle
{
public:
	void setR(int r)
	{
		m_R = r;
	}
	int getR()
	{
		return m_R;
	}
	void setCenter(Point center)
	{
		m_Center = center;
	}
	Point getCenter()
	{
		return m_Center;
	}

private:
	int m_R;	//半径
	Point m_Center;		//圆心	
};


//判断点和圆关系
void isInCircle(Circle &c,Point p)
{
	int distance = (c.getCenter().getX() - p.getX()) ^ 2 + (c.getCenter().getY() - p.getY()) ^ 2;
	int rDistance = c.getR() * c.getR();
	if (distance > rDistance)
		cout << "点在圆外" << endl;
	else if (distance == rDistance)
		cout << "点在圆上" << endl;
	else
		cout << "点在圆内" << endl;

}

int main()
{
	Circle c1;
	c1.setR(10);
	Point center1;
	center1.setX(10);
	center1.setY(0);
	c1.setCenter(center1);

	Point p1;
	p1.setX(10);
	p1.setY(10);

	isInCircle(c1, p1);

	system("pause");
	return 0;
}

2.对象的初始化和清理

1)构造函数和析构函数

对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题

  • 一个对象或者变量没有初始状态,对其使用后果是未知
  • 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

构造函数:主要作用在于创建时对对象的成员属性赋值,构造函数由编译器自动调用,无需手动

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(){ }

  • 没有返回值,也不写void
  • 函数名称与类名相同
  • 构造函数可以有参数,因此可以发生函数重载
  • 程序在调用对象时候会自动调用,无须手动调用,而且只会调用一次

析构函数语法:

~类名(){ }

  • 没有返回值,也不写void
  • 函数名称与类名相同,在名称前加上符号~
  • 构造函数不可以有参数,因此不可以发生函数重载
  • 程序在调用对象时候会自动调用,无须手动调用,而且只会调用一次

语法: 

#include
using namespace std;

//对象的初始化和清理


class Person
{
public:
	//1构造函数 初始化
	//没有返回值,不写void
	//函数名与类名称相同
	//可以有参数,发生重载
	//创建对象时,构造函数会自动调用,且只调用一次

	Person()
	{
		cout << "Person构造函数的调用" << endl;
	}

	//2.析构函数 清理
	//没有返回值,不写void
	//函数名与类名称相同,名称前+~
	//不可以有参数,不发生重载
	//对象销毁前,构造函数会自动调用,且只调用一次
	~Person()
	{
		cout << "person析构函数的调用" << endl;
	}


};

//构造和析构都是必须有的实现,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;	//在栈上的数据,test01执行完毕后,释放这个对象
}


int main()
{
	test01();	//test01中只创建了个对象,没有调用,系统自动调用
	
	//Person p;	//运行只有构造没有析构
	//因为main函数没有实行完毕

	system("pause");
	return 0;
}

2)构造函数的分类及调用

两种分类方式:

  • 按参数分为:有参构造和无参构造(默认构造函数)
  • 按类型分为:普通构造和拷贝构造

三种调用方法:

  • 括号法
  • 显示法
  • 隐式转换法
#include
using namespace std;

//构造函数的分类和调用


//分类
class Person
{
public:
	//构造函数
	Person()
	{
		cout << "Person无参构造函数的调用" << endl;
	}
	Person(int a)
	{
		age = a;
		cout << "Person有参构造函数的调用" << endl;
	}


	//拷贝构造函数
	Person(const Person& p) //const防止修改实参
	{
		//将传入的人身上的所有属性,拷贝到我身上
		age = p.age;
		cout << "Person拷贝构造函数的调用" << endl;

	}

	//析构函数
	~Person()
	{
		cout << "Person析构函数的调用" << endl;
	}
	
	int age;



};


//调用
void test01()
{
	//1.括号法
		Person p1;		//默认构造函数
		Person p2(10);	//有参构造函数
		Person p3(p2);	//拷贝构造函数

	/*
		注意:
			调用默认构造函数,不要 + ()
	*/



	//2.显示法

		Person p4;
		Person p5 = Person(10);
		Person p6 = Person(p5);

		//Person(10);
		//匿名对象	特点:当前行执行结束后,系统会立即回收掉匿名对象
		//cout << "aaa" << endl;

		/*
		注意:
			不要利用拷贝构造函数,初始化匿名对象 编译器会认为  Person(p2)=== Person p2
		*/
		//Person(p2);



	//3.隐式转换法
		Person p7 = 10;	//相当于Person p7 = Person(10)
		Person p8 = p8;//拷贝

}



int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

3)拷贝构造函数调用时机

  • 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
  • 值传递的方式给函数参数传值
  • 以值方向返回局部对象
#include
using namespace std;


//拷贝构造函数调用时机

class Person
{
public:
	Person()
	{
		cout << "Person默认构造函数调用" << endl;
	}

	Person(int age)
	{
		cout << "Person有参构造函数调用" << endl;
		m_Age = age;
	}

	Person(const Person& p)
	{
		cout << "Person拷贝构造函数调用" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
	}

	~Person()
	{
		cout << "Person析构函数调用" << endl;
	}

	int m_Age;

};


//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 p1(20);
	Person p2(p1);
}

//2.值传递的方式给函数参数传值
void doWork(Person p)
{

}

void test02()
{
	Person p;
	doWork(p);
}
//3.以值方向返回局部对象
Person doWork2()
{
	Person p1;
	cout << (int*)&p1 << endl;
	return p1;
}

void test03()
{
	Person p = doWork2();
	cout << (int*)&p << endl;
}



int main()
{
	//test01();
	//test02();
	test03();



	system("pause");
	return 0;
}

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 

  • 默认构造函数(无参,函数体为空)
  • 默认析构函数(无参,函数体为空)
  • 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++不再提供默认无参构造,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

5)深拷贝与浅拷贝

  • 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
using namespace std;


class Person
{
public:
	Person()
	{
		cout << "Person的默认构造函数调用" << endl;
	}

	Person(int age,int height)
	{
		m_Age = age;
		m_Height = new int(height);
		cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
	}

	//自己实现拷贝构造函数,解决 浅拷贝 带来的问题
	Person(const Person& p)
	{
		cout << "Person拷贝构造函数的调用" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
		//m_Height = p.m_Height;   // 编译器默认实现就是这行代码

		//深拷贝操作
		m_Height = new int(*p.m_Height);
	}

	~Person()
	{
		//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,置空
		}
		cout << "Person的析构函数调用" << endl;
	}

	int m_Age;
	int* m_Height;
};

void test01()
{
	//浅拷贝带来的问题:堆区的内存重复释放

	Person p1(18, 180);
	cout << "p1的年龄为:" << p1.m_Age << "  身高为:" << *p1.m_Height << endl;
	Person p2(p1);
	cout << "p2的年龄为:" << p2.m_Age << "  身高为:" << *p2.m_Height << endl;

}


int main()
{

	test01();


	system("pause");
	return 0;
}

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

构造函数( ):属性1(值1),属性2(值2)…{ }

#include
using namespace std;


class Person
{
public:
	
	//传统初始化操作
	/*
	Person(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
	/*
	Person() :m_A(10), m_B(20), m_C(30)
	{

	}
	*/

	//更灵活
	Person(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 test01()
{
	//Person p(10, 20, 30);

	//Person p;

	Person p(30, 20, 10);
	cout << "m_A=" << p.m_A << "  m_B=" << p.m_B << "  m_C=" << p.m_C << endl;
}


int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

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,我们称该成员为 对象成员

  • 当其他类对象作为本类成员,先构造其他类对象,再构造自身。
  • 析构顺序与构造顺序相反
#include
using namespace std;
#include

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

	~Phone()
	{
		cout << "Phone的析构函数调用" << endl;
	}

	string m_PName;


};

class Person
{

public:

	//Phone m_Phone = pName  隐式转换法 相当于 Phone m_Phone = Phone(pName)
	Person(string name,string pName):m_Name(name),m_Phone(pName)   //人名,手机名
	{
		cout << "Person的构造函数调用" << endl;

	}

	~Person()
	{
		cout << "Person的析构函数调用" << endl;
	}

	string m_Name;

	Phone m_Phone;
};

/*Phone的构造函数调用
Person的构造函数调用
张三拿了香蕉牌手机
Person的析构函数调用
Phone的析构函数调用*/

//当其他类对象作为本类成员,先构造其他类对象,再构造自身。
//析构顺序与构造顺序相反

void test01()
{
	Person p("张三", "香蕉牌");
	cout << p.m_Name << "拿了" << p.m_Phone.m_PName << "手机" << endl;
}

int main()
{

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

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:静态成员变量、静态成员函数

  • 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
    • 类内声明 类外初始化
  • 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
  • 因此静态成员变量有两种访问方式
    • 通过对象进行访问
    • 通过类名进行访问
#include
using namespace std;
#include

class Person
{
public:

	//在编译阶段分配内存

	//类内声明
	static int m_A;
	
private:
	//静态成员变量也是有访问权限的
	static int m_B;

};

// 类外初始化操作
int Person::m_A = 100;
int Person::m_B = 200;


void test01()
{
	Person p;
	cout << p.m_A << endl;  //100

	Person p2;
	p2.m_A = 200;
	//所有对象都共享同一份数据
	cout << p.m_A << endl;  //200

}

void test02()
{
	//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
	//因此静态成员变量有两种访问方式
	
	//1.通过对象进行访问
	Person p;
	cout << p.m_A << endl;

	//2.通过类名进行访问
	cout << Person::m_A << endl;



	//cout << Person::m_B << endl;  //报错 不可访问,类外访问不到私有的静态成员变量
}


int main()
{
	//test01();
	test02();


	system("pause");
	return 0;
}
  • 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
  • 静态成员函数有两种访问方式
    • 通过对象进行访问
    • 通过类名进行访问
#include
using namespace std;
#include

//静态成员函数
//所有对象共享同一函数
//静态成员函数只能访问静态成员变量


class Person
{
public:
	//静态成员函数
	static void func()
	{
		m_A = 100; //静态成员函数可以访问静态成员变量
		//m_B = 200; //报错 不可以访问非静态成员变量 无法区分到底是那个对象的m_B属性
		cout << "static void func的调用" << endl;
	}

	//静态成员变量
	static int m_A;
	//非静态成员变量
	int m_B;

	//静态成员函数也是有访问权限的
private:
	static void func2()
	{
		cout << "static void func2" << endl;
	}
};

int Person::m_A = 0;

void test01()
{
	//1.通过对象访问
	Person p;
	p.func();

	//2.通过类名访问
	Person::func();


	//Person::func2(); //报错 类外访问不到私有的静态成员函数
}

int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

3.C++对象模型和this指针 

1)成员变量和成员函数分开存储

c++中,类内的成员变量和成员函数分开存储的

只有   非静态成员变量   才属于类的对象上

#include
using namespace std;
#include

//成员变量和成员函数 是分开存储的

class Person
{
public:
	
	int m_A;  //非静态成员变量 属于类的对象上

	static int m_B; //静态成员变量 不属于类的对象上

	void func() //非静态成员函数 不属于类的对象上
	{	}

	static void func2() //静态成员函数 不属于类的对象上
	{   }

};

int Person::m_B = 0;

void test01()
{
	Person p;

	//空对象占用内存空间为:1
	//c++编译器会给每个空对象分配一个字节空间,是为了区分空对象占内存的位置
	//每个空对象也应该有一个独一无二的内存地址
	cout << "size of p : " << sizeof(p) << endl; 
}

//类内写入int m_A后
void test02()
{
	Person p;
	//加入非静态成员变量m_A后——4 
	//加入静态成员变量m_B后——4
	//加入非静态成员函数func后——4
	//加入静态成员函数func2后——4
	cout << "size of p : " << sizeof(p) << endl;

}

int main()
{
	//test01();
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}

2)this指针概念

(我们知道c++中 成员变量成员函数 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哪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
#include
using namespace std;
#include

class Person
{
public:
	Person(int age)
	{
		//age = age;      //名称冲突
		//this指针指向被调用的成员函数所属对象
		this->age = age;
	}

	Person& PersonAddAge(Person& p)   //void改Persin& 用引用的方式返回本体
	{
		this->age += p.age;

		//this指向p3的指针,而*this指向的就是p3这个对象本体
		return *this;
	}

	int age;
};
//1.解决名称冲突
void test01() {
	Person p1(18);
	cout << "p1的年龄:" << p1.age << endl;     //p1的年龄:-858993460
	//加入this指针后,结果正确为:18
}

//2.返回对象本身用*this
void test02() {
	Person p2(10);

	Person p3(10);

	//p3.PersonAddAge(p2);
	//cout << "p3的年龄:" << p3.age << endl;

	//链式编程思想
	p3.PersonAddAge(p2).PersonAddAge(p2).PersonAddAge(p2).PersonAddAge(p2);
	cout << "p3的年龄:" << p3.age << endl;

}

int main()
{

	test01();
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}

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

若用到this指针,需要加以判断保证代码的健壮性

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
#include
using namespace std;
#include


//常函数
class Person
{
public:
	//this指针的本质 是指针常量:指针指向不可修改
	//相当于Person * const this;
	//再加const:即const Person * const this;  指针指向的值不可修改 此处加上的const相当于下一行加上的const
	void showPerson() const  //加const修饰的是this指针,让指针指向的值也不可以修改
	{
		//m_A = 100;   //报错 加了const后属性不允许修改
		//上句相当于this->m_A=100;     //函数体自带this

		//this = NULL;  //报错 指向不可修改

		m_B = 199; //可以修改 加过了mutable
	}

	void func() {

	}

	int m_A;
	mutable int m_B; //特殊变量,即使再常函数中,也可以修改这个值
};

void test01()
{
	Person p;
}

//常对象
void test02() {
	const Person p1;  //常对象 不允许修改指针指向的值
	//p1.m_A = 0;    //报错 不可修改
	p1.m_B = 0;   //特殊 可修改

	p1.showPerson();
	p1.showPerson();   //可调用
	//p1.func();   //报错 常对象只可以调用常函数
	//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 违背协定

}

int main()
{
	test01();


	system("pause");
	return 0;
}

4.友元

生活中你家有客厅(public) 有你的卧室(private)

客厅所有来的客人都可以进,但卧室私有,只有你能进

但是,你也可以允许你的好朋友进去

  • 友元技术: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访问
  • 友元目的:让一个函数或者类 访问另一个类中私有成员
  • 关键字:friend
  • 友元的三种实现:
    • 全局函数做友元
    • 类做友元
    • 成员函数做友元
#include
using namespace std;
#include

//全局函数做友元

//建筑物类
class Building
{
	//GoodFriend全局函数是Building好朋友,可以访问Building中私有成员
	friend void GoodFriend(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 GoodFriend(Building *building)
{
	cout << "好朋友的全局函数正在访问:" << building->m_SittingRoom << endl;  //公有属性可以访问

	//cout << "好朋友的全局函数正在访问:" << building->m_BedRoom << endl;  //私有不可访问 报错

	cout << "好朋友的全局函数正在访问:" << building->m_BedRoom << endl;  //加friend后可以访问

}

void test01() {
	Building building;
	GoodFriend(&building);
}


int main()
{
	test01();


	system("pause");
	return 0;
}
#include
using namespace std;
#include

//类做友元

class Building;
class goodGay {
public:
	GoodFriend();
	void visit();

public:
	Building* building;
};

class Building {
	//告诉编译器 GoodFriend类是Building类的好朋友,可以访问Building中私有内容
	friend class GoodFriend;
public:
	Building();

public:
	string m_SittingRoom;
private:
	string m_BedRoom;
};

Building::Building()
{
	this->m_SittingRoom = "客厅";
	this->m_BedRoom = "卧室";
}

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

void GoodFriend::visit() {
	cout << "好朋友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
	cout << "好朋友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}

void test01() {
	GoodFriend f1;
	f1.visit();
}

int main() {
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}
#include
using namespace std;
#include

//成员函数做友元

class Building;
class goodGay
{
public:

	goodGay();
	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();

private:
	Building* 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();

public:
	Building();

public:
	string m_SittingRoom; //客厅
private:
	string m_BedRoom;//卧室
};

Building::Building()
{
	this->m_SittingRoom = "客厅";
	this->m_BedRoom = "卧室";
}

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

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 goodGay::visit2()
{
	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");
	return 0;
}

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,以适应不同的数据类型 

1) 加号运算符重载

  •  作用:实现两个自定义数据类型相加的运算
#include
using namespace std;
#include

//加号运算符重载

class Person
{
public:
	//通过自己写成员函数,实现两个对象相加属性后返回新对象
	/*
	Person PersonAdd(Person& p) {
		Person temp;
		temp.m_A = this->m_A + p.m_A;
		temp.m_B = this->m_B + p.m_B;
		return temp;
	}
	*/

	//编译器给起了一个通用名称 operator+
	//1.通过成员函数重载+号
	Person operator+ (Person& p) {
		Person temp;
		temp.m_A = this->m_A + p.m_A;
		temp.m_B = this->m_B + p.m_B;
		return temp;
	}

	int m_A;
	int m_B;
};

/*
//2.通过全局函数重载+号
Person operator+ (Person& p1, Person& p2) {
	Person temp;
	temp.m_A = p1.m_A + p2.m_A;
	temp.m_B = p1.m_B + p2.m_B;
	return temp;
}
*/

//3.运算符重载 可以发生函数重载
Person operator+(Person& p2, int val)
{
	Person temp;
	temp.m_A = p2.m_A + val;
	temp.m_B = p2.m_B + val;
	return temp;
}

/*
void test01() {
	Person p1;
	p1.m_A = 10;
	p1.m_B = 5;

	Person p2;
	p2.m_A = 10;
	p2.m_B = 5;

	Person p3 = p2.PersinAdd(p1);
	cout << p3.m_A <<'\t'<< p3.m_B << endl;
}
*/

//成员函数调用
void test02() {
	Person p1;
	p1.m_A = 10;
	p1.m_B = 5;

	Person p2;
	p2.m_A = 10;
	p2.m_B = 5;

	//Person p3 = p1.operator+(p2);    //本质
	Person p3 = p1 + p2;       //简化形式
	cout << p3.m_A << '\t' << p3.m_B << endl;


}

//全局函数调用
/*
void test03() {
	Person p1;
	p1.m_A = 10;
	p1.m_B = 5;

	Person p2;
	p2.m_A = 10;
	p2.m_B = 5;

	Person p3 = operator+(p1, p2);
	cout << p3.m_A << '\t' << p3.m_B << endl;

}
*/

void test04() {
	Person p1;
	p1.m_A = 10;
	p1.m_B = 5;

	Person p4 = p1 + 10;
	cout << p4.m_A << '\t' << p4.m_B << endl;

}


int main()
{
	//test01();
	//test02();
	//test03();
	test04();

	system("pause");
	return 0;
}

2)左移运算符重载 

  • 作用:可以输出自定义数据类型

#include
using namespace std;
#include

//左移运算符重载

class Person {
	friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);

public:

	Person(int a, int b)
	{
		this->m_A = a;
		this->m_B = b;
	}

	//成员函数 实现不了  p << cout 不是我们想要的效果
	//void operator<<(Person& p){
	//}

private:
	int m_A;
	int m_B;
};

//全局函数实现左移重载
//ostream对象只能有一个
ostream& operator<<(ostream& cout, Person& p) {
	cout << "a:" << p.m_A << " b:" << p.m_B;
	return cout;
}

void test() {

	Person p1(10, 20);

	cout << p1 << "   hello world" << endl; //链式编程
}

int main() {

	test();

	system("pause");

	return 0;
}

3)递增运算符重载

  • 作用: 通过重载递增运算符,实现自己的整型数据

#include
using namespace std;
#include

//递增运算符重载

class MyInteger {

	friend ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint);

public:
	MyInteger() {
		m_Num = 0;
	}
	//前置++
	MyInteger& operator++() {
		//先++
		m_Num++;
		//再返回
		return *this;
	}

	//后置++
	MyInteger operator++(int) {
		//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;
	}

private:
	int m_Num;
};


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;
	cout << myInt << endl;
}

//后置++ 先返回 再++
void test02() {

	MyInteger myInt;
	cout << myInt++ << endl;
	cout << myInt << endl;
}

int main() {

	test01();
	//test02();

	system("pause");

	return 0;
}

4)赋值运算符重载

  • 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

#include
using namespace std;
#include

//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)
	{
		//编译器提供浅拷贝
		//m_Age = p.m_Age;


		//应该先判断是否有属性在堆区,应该先释放干净,然后再浅拷贝
		if (m_Age != NULL) {
			delete m_Age;
			m_Age = NULL;
		}

		m_Age = new int(*p.m_Age);   //深拷贝操作

		//返回自身
		return *this;
	}

	int* m_Age;
};

void test01() {
	Person p1(18);
	Person p2(20);
	Person p3(30);

	p3 = p2 = p1;   //赋值操作
	//p2=p1 返回值是void p3=void 出错

	cout << "p1的年龄为:" << *p1.m_Age << endl;
	cout << "p2的年龄为:" << *p2.m_Age << endl;
	cout << "p3的年龄为:" << *p3.m_Age << endl;


}

int main()
{
	test01();
	/*
	int a = 10;
	int b = 20;
	int c = 30;

	c = b = a;

	cout << "a= " << a << endl;   //a = 10
	cout << "b= " << b<< endl;    //b = 10
	cout << "c= " << c << endl;   //c = 10
	*/


	system("pause");
	return 0;
}

5)关系运算符重载

  •  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
#include
using namespace std;
#include

//关系运算符重载

class Person
{
public:
	Person(string name, int age) {
		m_Name = name;
		m_Age = age;
	}

	//重载 == 号
	bool operator==(Person& p) {
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) {
			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() {
	Person p1("Tom", 18);
	Person p2("Tom", 18);
	if (p1 == p2) {
		cout << "p1和p2相等" << endl;
	}
	else {
		cout << "p1和p2不相等" << endl;
	}


	if (p1 != p2) {
		cout << "p1和p2不相等" << endl;
	}
	else {
		cout << "p1和p2相等" << endl;
	}
}


int main()
{
	test01();


	system("pause");
	return 0;
}

 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

#include
using namespace std;
#include

//函数调用运算符重载

//打印输出类
class MyPrint
{
public:

	//重载函数调用运算符
	void operator()(string test) {
		cout << test << endl;
	}

};

void MyPrint02(string test) {
	cout << test << endl;
}


void test01() {

	MyPrint myprint;

	myprint("hello world");  //重载()使用
	//由于使用起来非常类似于函数调用 因此称为仿函数

	MyPrint02("hello world");  //函数调用
}

//仿函数非常灵活 没有固定写法
//加法类
class MyAdd
{
public:

	int operator()(int num1,int num2) {
		return num1 + num2;
	}
};

void test02() {
	MyAdd myadd;
	int num = myadd(1, 2);
	cout << "num = " << num << endl;

	//匿名函数对象
	cout << MyAdd()(100, 100) << endl;

}

int main()
{
	
	//test01();
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}

6.继承

继承是面向对象三大特征之一

1)继承的基本语法

class  子类 : 继承方式  父类

子类 也称 派生类

父类 也称 基类

#include
using namespace std;
#include

//继承实现页面

//公共页面类
class BasePage
{
public:
	void header() {
		cout << "首页、公开课……(公共头部)" << endl;
	}
	void footer() {
		cout << "帮助中心、交流合作……(公共底部)" << endl;
	}
	void left() {
		cout << "Java、Python、C++……(公共分类列表)" << endl;
	}
};

//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 << "Cpp学科视频" << endl;
	}
};

void test01() {
	cout << "Java下载视频页面如下:" << endl;
	Java ja;
	ja.header();
	ja.footer();
	ja.left();
	ja.content();

	cout << "---------------------------------- " << endl;
	cout << "Python下载视频页面如下:" << endl;
	Python py;
	py.header();
	py.footer();
	py.left();
	py.content();

	cout << "---------------------------------- " << endl;
	cout << "C++下载视频页面如下:" << endl;
	Cpp cpp;
	cpp.header();
	cpp.footer();
	cpp.left();
	cpp.content();
}

//继承好处:减少重复代码
	
int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

2)继承方式

  • 公共继承
  • 保护继承
  • 私有继承

08-C++核心编程_第3张图片

3)继承中的对象模型

:从父类继承过来的成员,哪些属于子类对象中?

#include
using namespace std;
#include

//继承中的对象模型

class Base
{
public:
	int m_A;
protected:
	int m_B;
private:
	int m_C;

};

class Son :public Base
{
public:
	int m_D;
};

void test01() {
	cout << "size of Son = " << sizeof(Son) << endl;   //16
	//在父类中所以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 因此访问不到 但是确实被继承下去了
}

//利用开发人员命令提示工具查看对象模型
//跳转盘符 F:
//跳转文件路径 cd 具体路径下
//查看命名
//cl /dl reportSingleClassLayout类名 文件名

	
int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

4)继承中构造和析构顺序

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

先构造父类 再构造子类 析构与构造顺序相反 

#include
using namespace std;
#include

//继承中构造和析构顺序
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() {
	//Base b;
	Son s;     //子类会创建父类的对象 并调用父类的构造和析构

	/*
	Base构造函数
	Son构造函数
	Son析构函数
	Base析构函数
	*/
}
	
int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

5)继承同名成员处理方式

(当子类和父类 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)

  • 访问子类同名成员 直接访问
  • 访问父类同名成员 需要加作用域
#include
using namespace std;
#include


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;
	}

	int m_A;
};

class Son :public Base
{
public:
	Son() {
		m_A = 200;
	}

	void func() {
		cout << "Son-func()调用" << endl;
	}

	int m_A;
};

//同名成员属性
void test01() {
	Son s1;
	cout << "m_A = " << s1.m_A << endl;   //200
	cout << "m_A = " << s1.Base::m_A << endl;   //加作用域 访问父类中同名成员
}

//同名成员函数
void test02() {
	Son s2;

	s2.func();
	s2.Base::func();  //加作用域 访问父类中的同名成员函数

	//如果子类中出现了和父类同名的同名函数,子类的同名成员会隐藏掉 所有 父类中所有的同名函数
	//s2.func(100);//出错
	// 
	//如果像访问到父类中被隐藏的同名成员函数 加作用域
	s2.Base::func(100);

}
	
int main() {

	//test01();
	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

6)继承同名静态成员处理方式

(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

  • 访问子类同名成员 直接访问
  • 访问父类同名成员 需要加作用域
#include
using namespace std;
#include

//继承中同名静态成员处理方式
class Base
{
public:

	static void func() {
		cout << "Base-func()调用" << endl;
	}

	static void func(int a) {
		cout << "Base-func(int a)调用" << endl;
	}

	static int m_A;
};

int Base::m_A = 100;

class Son :public Base
{
public:
	Son() {
		m_A = 200;
	}

	static void func() {
		cout << "Son-func()调用" << endl;
	}

	static int m_A;
};
int Son::m_A = 200;


//同名静态成员属性
void test01() {
	Son s1;
	//1.通过对象访问
	cout << "通过对象访问 " << endl;
	cout << "Son - m_A = " << s1.m_A << endl;    //200
	cout << "Base - m_A = " << s1.Base::m_A << endl;    //100

	//2.通过类名访问
	cout << "通过类名访问 " << endl;
	cout << "Son - m_A = " << Son::m_A << endl;    //200
	cout << "Base - m_A = " << Son::Base::m_A << endl;    //100
}

//同名静态成员函数
void test02() {
	Son s2;
	//1.通过对象访问
	cout << "通过对象访问 " << endl;
	s2.func();
	s2.Base::func();

	//2.通过类名访问
	cout << "通过类名访问 " << endl;
	Son::func();
	Son::Base::func();

	//子类出现和父类 同名静态成员函数 也会隐藏父类中所有同名成员函数
	//如果想访问父类中被隐藏同名成员 加作用域
	//Son::func(100);      //出错
	Son::Base::func(100);
}
	
int main() {

	//test01();
	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

7)多继承语法

c++允许一个类继承多个类

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车关于出现 需要加作用域区分(实际开发中,不建议用多继承)

8)菱形继承

概念:

  • 两个派生类继承同一个基类
  • 又有某个类同时继承着 这两个派生类
  • 这种继承被称为 菱形继承/钻石继承

问题:

  • 最后一位继承时,基类数据继承了两份,但我们只需要一份
#include
using namespace std;
#include

//动物类
class Animal
{
public:
	int m_Age;

};

//利用虚继承 可以解决菱形继承的问题
// 继承之前 加上关键字 virtual 变为虚继承
//Animal 称为 虚基类
//羊类
class Sheep :virtual public Animal
{};

//驼类
class Tuo :virtual public Animal
{};

//羊驼类
class SheepTuo :public Sheep, public Tuo
{
public:

};

void test01() {
	SheepTuo st;
	//st.m_Age = 8;  //报错 不明确 因为羊驼继承了两份数据
	st.Sheep::m_Age = 18;
	st.Tuo::m_Age = 28;

	//当出现菱形继承时 两个父类拥有相同数据,需要加作用域区分
	cout << "st.Sheep::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl;
	cout << "st.Tuo::m_Age = " << st.Tuo::m_Age << endl;

	//利用虚继承后 共用一份数据 可以这样访问
	cout << "st.m_Age" << st.m_Age << endl;

	//但这份数据我们只需要一份 导致资源浪费

}


int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

7.多态

1)基本概念

多态是c++面向对象三大特征之一

多态分为两类:

  • 静态多态
    • 函数重载 运算符重载 属于静态多态  复用函数名
  • 动态多态
    • 派生类虚函数 实现运行时多态

静态多态和动态多态的区别:

  • 静态多态的函数地址 绑定  -  编译 阶段确定函数地址
  • 动态多态的函数地址  绑定  -  运行 阶段确定函数地址

基本使用: 

  • 动态多态 满足条件

    • 1.有继承关系

    • 2.子类重写父类的虚函数 (speak)

      • 重写:函数返回值类型 函数名 参数列表 完全相同 (virtual可加可不加)

  • 动态多态 使用
    • 父类的指针/引用 指向子类对象 
#include
using namespace std;
#include

//多态

//动物类
class Animal
{
public:
	
	//虚函数
	virtual void speak() {
		cout << "动物说话" << endl;
	}
};

//猫类
class Cat :public Animal
{
public:
    //重写 virtual可加可不加
	void speak() {
		cout << "小猫在喵喵" << endl;
	}
};

//狗类
class Dog :public Animal
{
public:
	void speak() {
		cout << "小狗在旺旺" << endl;
	}
};

//执行说话的函数
//地址早绑定 在编译阶段确定函数地址
//若想执行让猫说话 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

//动态多态 满足条件
//1.有继承关系
//2.子类重写父类的虚函数 (speak)| 重写:函数返回值类型 函数名 参数列表 完全相同

//动态多态 使用
//父类的指针/引用 指向子类对象

void doSpeak(Animal &animal)   //Animal & animal = cat
{      
	animal.speak();
}

void test01() {

	Cat cat;
	doSpeak(cat);   //动物在说话

	Dog dog;
	doSpeak(dog);
}


int main() {

	test01();


	system("pause");

	return 0;
}

深入剖析:

  • 当子类重写父类的虚函数
    • 子类中的虚函数表 内部 会替换成 子类的虚函数地址
  • 当父类的指针/引用指向子类对象时候 发生多态

2)多态案例一-计算机类

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

多态优点:

  • 代码组织结构清晰
  • 可读性强
  • 利于前期和后期的扩展以及维护
#include
using namespace std;
#include

//案例一 - 计算机类
//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;
		}

		//如果想扩展新的功能 需要修改源码
		//在真实的开发中 提倡 开闭原则
		//开闭原则:对扩展进行开发 对修改进行关闭
	}


	int m_Num1;
	int m_Num2;

};

void test01() {
	Calculator cal;
	cal.m_Num1 = 10;
	cal.m_Num2 = 10;
	cout << cal.getResult("+") << endl;
	cout << cal.getResult("-") << endl;
	cout << cal.getResult("*") << endl;

}

//多态实现

//实现计算器抽象类
class AbstractCal
{
public:

	virtual int getResult()
	{
		return 0;
	}

	int m_Num1;
	int m_Num2;

};

//加法计算器类
class AddCal :public AbstractCal
{
	int getResult()
	{
		return m_Num1 + m_Num2;
	}
};

//减法计算器类
class SubCal :public AbstractCal
{
	int getResult()
	{
		return m_Num1 - m_Num2;
	}
};

//乘法计算器类
class MulCal :public AbstractCal
{
	int getResult()
	{
		return m_Num1 * m_Num2;
	}
};

void test02() {
	//多态使用条件
	//父类的指针或者引用指向子类对象

	//加法
	AbstractCal* abc = new AddCal;
	abc->m_Num1 = 20;
	abc->m_Num2 = 10;
	cout << abc->getResult() << endl;
	//用完记得销毁
	delete abc;

	//减法
	//让指针更改指向
	abc = new SubCal;
	abc->m_Num1 = 20;
	abc->m_Num2 = 10;
	cout << abc->getResult() << endl;
	delete abc;

}

int main() {

	//test01();
	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

3)纯虚函数和抽象类

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

因此可将  虚函数 改为 纯虚函数

virtual  返回值类型  函数名 (参数列表) =  0

当类中有了纯虚函数 这个类也称抽象类

抽象类特点:

  • 无法实例化对象
  • 子类必须重写抽象类中的纯虚函数否则也属于抽象类 
#include
using namespace std;
#include

class Base
{
public:

	virtual void func() = 0;

};

class Son :public Base
{
public:
	//重写
	virtual void func() {
		cout << "func函数调用" << endl;
	}

};

void test01() {
	//Base b;  //出错 抽象类无法实例化对象
	//new Base;

	//Son s;  //出错 抽象类的子类必须要重写父类中的纯虚函数 否则也属于抽象类
	Son s;  //重写后 不报错

	Base* base = new Son;
	base->func();
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

4)多态案例二-制作饮品

案例描述:

  • 制作饮品流程
    • 煮水 - 冲泡 - 倒入杯中 - 加入辅料

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

#include
using namespace std;
#include
 
class AbstractDrinking {
public:
	//烧水
	virtual void Boil() = 0;
	//冲泡
	virtual void Brew() = 0;
	//倒杯
	virtual void PourInCup() = 0;
	//辅料
	virtual void PutSomething() = 0;
	//规定流程
	void MakeDrink() {
		Boil();
		Brew();
		PourInCup();
		PutSomething();
	}
};

//咖啡
class Coffee :public AbstractDrinking
{
public:
	virtual void Boil() {
		cout << "煮农夫山泉" << endl;
	}
	virtual void Brew() {
		cout << "冲泡咖啡" << endl;
	}
	virtual void PourInCup() {
		cout << "将咖啡倒入杯中" << endl;
	}
	virtual void PutSomething() {
		cout << "加入牛奶" << endl;
	}
};



//茶水
class Tea :public AbstractDrinking
{
public:
	virtual void Boil() {
		cout << "煮自来水" << endl;
	}
	virtual void Brew() {
		cout << "冲泡茶叶" << endl;
	}
	virtual void PourInCup() {
		cout << "将茶水倒入杯中" << endl;
	}
	virtual void PutSomething() {
		cout << "加入枸杞" << endl;
	}
};

//制作函数
void doWork(AbstractDrinking* abs) {
	abs->MakeDrink();
	delete abs;     //堆区数据释放
}

void test01() {
	//制作咖啡
	doWork(new Coffee);

	cout << "--------------------------------" << endl;
	//制作茶水
	doWork(new Tea);
}


int main() {

	test01();
	
	system("pause");

	return 0;
}

5)虚析构和纯虚析构

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 / 纯虚析构

虚析构和纯虚析构 共性:

  • 可以解决父类指针释放子类对象
  • 都需要有具体的函数实现

虚析构和纯虚析构 区别:

  • 如果是纯虚析构 该类输入抽象类 无法实例化对象

虚析构语法:

virtual ~类名(){ }

 

纯虚析构语法:

virtual ~类名() = 0;

类名::~类名(){ }

#include
using namespace std;
#include

class Animal
{
public:
	Animal() {
		cout << "Animal构造函数调用" << endl;
	}

	//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析构函数调用" << endl;
	}
	*/

	//改为虚析构后
	/*
	Animal构造函数调用
	Cat构造函数调用
	Tom小猫在说话
	Cat析构函数调用
	Animal析构函数调用
	*/

	//纯虚析构
	//需要声明 也需要实现
	//有了纯虚析构 此类也属于抽象类 无法实例化对象
	virtual ~Animal() = 0;

	//纯虚函数
	virtual void speak() = 0;

};

Animal:: ~Animal() {
	cout << "Animal纯虚析构函数调用" << endl;
}
/*
Animal构造函数调用
Cat构造函数调用
Tom小猫在说话
Cat析构函数调用
Animal纯虚析构函数调用
*/


class Cat :public Animal
{
public:
	Cat(string name) {
		cout << "Cat构造函数调用" << endl;
		m_Name = new string(name);
	}

	void speak() {
		cout << *m_Name << "小猫在说话" << endl;
	}

	~Cat() {
		if (m_Name != NULL) {
			cout << "Cat析构函数调用" << endl;
			delete m_Name;
			m_Name = NULL;
		}
	}

	string* m_Name;
};

void test01() {
	Animal* animal = new Cat("Tom");
	animal->speak();

	/*
	Animal构造函数调用
	Cat构造函数调用
	Tom小猫在说话
	Animal析构函数调用
	*/
	//父类指针在析构时候 不会调用子类中析构函数 导致子类如果有堆区属性 会导致泄露情况
	delete animal;
}


int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

6)多态案例三-电脑组装

案例描述:

  • 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)
  • 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:Inter厂商和Lenovo厂商
  • 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
  • 测试时组装三台不同的电脑进行工作
#include
using namespace std;
#include


class CPU
{
public:
	virtual void calculate() = 0;
};

class VideoCard
{
public:
	virtual void display() = 0;
};

class Memory
{
public:
	virtual void storage() = 0;
};

class Computer
{
public:
	//构造函数中传入三个零件指针
	Computer(CPU* cpu, VideoCard* vc, Memory* mem) {
		m_cpu = cpu;
		m_vc = vc;
		m_mem = mem;
	}

	//提供一个工作的函数
	void work() {
		m_cpu->calculate();
		m_vc->display();
		m_mem->storage();
	}

	//提供析构函数 释放3个电脑零件
	~Computer() {
		if (m_cpu != NULL) {
			delete m_cpu;
			m_cpu = NULL;
		}

		if (m_vc != NULL) {
			delete m_vc;
			m_vc = NULL;
		}

		if (m_mem != NULL) {
			delete m_mem;
			m_mem = NULL;
		}
	}

private:
	CPU* m_cpu;
	VideoCard* m_vc;
	Memory* m_mem;

};

//具体厂商 Inter
class InterCPU :public CPU
{
	virtual void calculate() {
		cout << "Inter的CPU开始计算了!" << endl;
	}

};

class InterVideoCard :public VideoCard
{
	virtual void display() {
		cout << "Inter的显卡开始显示了!" << endl;
	}

};

class InterMemory :public Memory
{
	virtual void storage() {
		cout << "Inter的内存条开始存储了!" << endl;
	}

};

//Lenovo联想厂商
class LenovoCPU :public CPU
{
	virtual void calculate() {
		cout << "Lenovo的CPU开始计算了!" << endl;
	}

};

class LenovoVideoCard :public VideoCard
{
	virtual void display() {
		cout << "Lenovo的显卡开始显示了!" << endl;
	}

};

class LenovoMemory :public Memory
{
	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* interCpu = new InterCPU;
	VideoCard* interCard = new InterVideoCard;
	Memory* interMem = new InterMemory;

	//创建第一台电脑
	Computer* computer1 = new Computer(interCpu, interCard, interMem);
	computer1->work();
	delete computer1;

	cout << "-----------------------------------------" << endl;

	//组装第二台电脑
	Computer* computer2 = new Computer(new LenovoCPU, new LenovoVideoCard, new LenovoMemory);
	computer2->work();
	delete computer2;

	cout << "-----------------------------------------" << endl;

	//组装第三台电脑
	Computer* computer3 = new Computer(new InterCPU, new LenovoVideoCard, new LenovoMemory);
	computer3->work();
	delete computer3;

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

五、文件操作

程序运行时产生的数据都属于临时数据  程序一旦运行结束都会被释放

通过文件可以将数据持久化

c++中对文件操作需要包含头文件

文件类型分为两种:

  1. 文本文件   -  文件以文本的ASCII码形式存储在计算机中
  2. 二进制文件   -  文件以文本的二进制形式存储在计算机中,用户一般不能直接读懂它们

操作文件的三大类:

  1. ofstream       写操作
  2. ifstream        读操作
  3. fstream         读写操作

1.文本文件

1)写文件

步骤:

  • 包含头文件
    • #include
  • 创建流对象
    • ofstream ofs;
  • 打开文件
    • ofs.open("文件路径",打开方式);
  • 写数据
    • ofs<<"写入的数据";
  • 关闭文件
    • ofs.close();

文件打开方式

08-C++核心编程_第4张图片

 注意:

  • 文件打开方式可以配合使用,利用|操作符
  • 如:     ios::binary |  ios::out
#include
using namespace std;
#include   //1.头文件包含



void test01() {
	//2.创建流对象
	ofstream ofs;

	//3.指定打开方式
	ofs.open("test.txt", ios::out);

	//4.写内容
	ofs << "姓名:张三 " << endl;
	ofs << "姓名:李四 " << endl;
	ofs << "姓名:王五 " << endl;

	//5.关闭文件
	ofs.close();

}


int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

 

 08-C++核心编程_第5张图片

总结:

  •  文件操作必须包含头文件fstream
  • 读文件可以利用ofstream,或者fstream类
  • 打开文件时候需要指定操作文件的路径,以及打开方式
  • 利用<<可以向文件中写数据
  • 操作完毕,要关闭文件

2)读文件

步骤:

  • 包含头文件
    • #include
  • 创建流对象
    • ifstream ifs;
  • 打开文件
    • ifs.open("文件路径",打开方式);
  • 读数据
    • 四种方式读取
  • 关闭文件
    • ifs.close();
#include
using namespace std;
#include
#include   //1.头文件包含



void test01() {
	//2.创建流对象
	ifstream ifs;

	//3.打开文件并且判断是否打开成功
	ifs.open("test.txt", ios::in);

	if (!ifs.is_open()) {
		cout << "打开失败" << endl;
		return;
	}

	//4.读数据
	//第一种
	/*
	char buf[1024] = { 0 };
	while (ifs >> buf)
	{
		cout << buf << endl;
	}
	*/

	//第二种
	/*
	char buf[1024] = { 0 };
	while (ifs.getline(buf, sizeof(buf))) {
		cout << buf << endl;
	}
	*/

	//第三种
	/*
	string buf;

	while (getline(ifs, buf)) {
		cout << buf << endl;
	}
	*/

	//第四种
	char c;
	while ((c = ifs.get()) != EOF)   //EOF  end of file
	{
		cout << c;
	}

	//5.关闭文件
	ifs.close();

}


int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

2.二进制文件

以二进制的方式对文件进行读写操作

打开方式要指定为ios::binary 

1)写文件

二进制方式写文件主要利用流对象调用成员函数write

函数原型:ostream& write(const char * buffer,int len);

参数解释:字符指针buffer指向内存中一段存储空间 len是读写的字节数

#include
using namespace std;
#include
#include


//二进制文件 写文件
class Person
{
public:

	char m_Name[64];
	int m_Age;
};

void test01() {
	//1.包含头文件
	//2.创建流对象
	ofstream ofs("Person.txt", ios::out | ios::binary);

	//3.打开文件
	//ofs.open("Person.txt",ios::out | ios::binary);
	//可以和上一步 创建流对象 合并

	//4.写文件
	Person p = { "张三",18 };
	ofs.write((const char *) & p,sizeof(Person));

	//5.关闭文件
	ofs.close();
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

2)读文件

二进制方式读文件主要利用流对象调用成员函数read

函数原型: istream& read(char *buffer,int len);

参数解释:字符指针buffer指向内存中一段存储空间 len是读写的字节数

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