C++PrimePlus-类与类继承

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第10章 对象和类

oop特征 抽象 封装和数据隐藏 多态 继承 代码可重用性

类 将抽象转化为用户定义的类型 包括数据（成员）和操作数据的方法（成员函数）

共有私有 public和private 使用类对象的程序都可以直接访问类的共有部分，但是只能通过共有成员函数（或友元函数）来访问对象的私有成员。private可以省略，因为类对象默认私有

成员函数定义 定义是需要使用作用域解析符::来标示函数所属的类，定义时，可以访问类的私有成员

调用成员函数 调用成员函数被称为发送消息，因此当两个对象调用同一个成员函数时，执行同样的方法，但是作用于不同的数据。

类声明 在头文件中声明类的私有成员和共有成员，在源文件中定义成员函数，要注意成员函数的形参要与类的私有成员不同名。如果未提供类构造函数，则声明类的对象时不可初始化。类的声明只是描述了对象的形式，没有创建对象，因此不会分配储存空间。所以在类中初始化是不可行的。如果想创建所有类对象共享的常量，可以使用枚举或是static关键字，在类声明中使用static声明的常量，储存在静态存储空间，而不是类的对象中。

构造函数 在声明类对象时对其私有成员初始化的函数。构造函数与类名相同。构造函数的参数为要传递给类私有成员的值而不是类的私有成员。构造函数还可用于对象赋值，如stock st=stock(“Mark”,100.1);首先创建一个=号右侧值的stock对象，将其值赋值给st后，该对象被释放或是将这句解释为stock st{“Mark”,100.1}。

析构函数 用来追踪对象的存在。特别是当类定义中使用了new创建变量，那么在析构函数中应该释放这些内存。
成员函数的定义不可放到main文件中，否则会造成名称冲突。一个头文件进行类的声明，一个源文件定义类的成员函数，另一个源文件做调用。最好不要使用using namespace std而是使用作用域符::

st1和st2使用了自定义构造函数，st3使用默认构造函数，当程序执行完毕后，3个对象都被释放。

this指针 当类成员函数涉及两个对象时，为了区分私有成员的归属，使用this指针。在定义成员函数时，参数为传递给它的对象，而调用成员函数的对象，使用this指针指代。注意this是指向对象的指针，因此访问对象的成员使用间接访问this->,获取对象使用解除引用*this

 

对象数组 定义类后，类作为与基本类型相同的类型，因此可以定义对象数组。数组的每个元素为一个类对象。对对象数组进行的操作同对基本类型数组进行的操作。

类作用域 在类中定义的名称，作用域为整个类。反之，作用域为类的名称只在类中是可知的，在类外不可知。这意味着必须通过类的对象调用类的共有成员。

第11章 使用类

运算符重载 运算符重载是c++多态的一种形式，针对不同的类型执行不同的操作，如同样是’+’算术加法运算符，int+int执行整形加法 double+double执行浮点型加法，string+string执行字符串拼接。运算符重载后，既可以通过非成员函数重载，也可以使用成员函数版本。=不需重载，任何类的对象，=都是赋值，所有成员均对应赋值。=即便重载也只能使用成员函数版本。

创建st1时使用构造函数

创建st2时使用构造函数

+运算符重载函数中的temp析构

st1+st2的和先赋值给一个临时变量temp2然后再赋值给st3，temp2析构

显示st3的名称和数值

st1,st2,st3析构

运算符重载的限制

不能重载标准类型的运算符，如重载int+int

不能修改运算符的原性质，如操作数，优先级等

不能创建新的运算符 不能重载某些规定运算符 如成员运算符.作用域运算符::sizeof运算符

= () [] ->重载后只能通过成员函数重载

友元 只有类的成员函数才可以访问类的私有成员，因此提供了友元，使得友元与类的成员函数具有相同的访问权限。友元有三种 友元函数，友元类，友元成员函数。友元函数只有声明中使用friend关键字，定义中不使用friend关键字，且作用域不是类。

 

这样st1*3时与第一个运算符重载匹配，3*st1与友元函数匹配。在程序中无论数字在前还是在后均能正确运行。

重载后的运算符 左侧为调用重载运算符函数的对象。如果重载了*号运算符，使其将对象的某个数字扩大n倍。那么a=b*n；是允许的，而a=n*b是不允许的，因为n是整形而不是类对象。解决问题是要么遵守类对象在前的规则，要么使用成员函数重载版本。解决方法是，像定义常规函数那样，将两个值均作为函数的参数。那么这个常规函数必须能够访问类的私有成员。使得+，*可以对类对象和整形或浮点型运算执行正确操作。

假设运算符需要k个操作数，那么成员函数版本的需要k-1个参数，因为有一个隐式的通过this指针传递，而友元函数则需要k个操作数。

第12章 类和动态内存分配

类的静态存储 在类中使用static声明的成员被所有类共享，如记录所有类对象的个数，在构造函数中+1，在析构函数中-1。 其存储在静态存储内存中，而不是类对象中。在类声明中只能声明该变量，但是不能初始化，否则头文件被重复包含后违反单定义原则。需要在类的源代码中定义该变量的初始值。如在stock.h中声明该变量，在stock.cpp中初始化该变量并定义成员函数对其执行的操作。在main.cpp中对类对象进行操作。

特殊成员函数 如果不提供函数定义，那么C++自动提供以下函数定义

默认构造函数 默认析构函数 复制构造函数 赋值运算符 地址运算符

默认构造函数 stock::stock(){}不接受任何参数不进行任何操作 如果使用默认构造函数 那么累对象在声明后其值是不可知的。自定义后执行自定义初始化语句

复制构造函数与赋值运算符stock(const stock&);

何时被调用：新建将一个对象将其初始化为已有同类对象时，复制构造函数被调用，如显示初始化为已有对象。按值传递时会调用复制构造函数，函数返回对象时会调用复制构造函数。因此按值传递时应使用const stock& 代替stock。

执行操作：默认复制构造函数逐个复制非静态成员（浅复制），复制的是成员的值。如成员中有指针时，那么浅复制仅复制指针值，而深度复制复制指针指向的值。当处理字符串（char*）时，由于字符串复制是复制字符串地址，所以可能导致释放已经释放的内存两次。

c++11中使用关键字nullptr来代表空指针。对于赋值运算符：检测赋值情况，释放成员指针以前指向的内存，复制数据而不仅仅是数据的地址，返回指向调用对象的引用。

默认析构函数 

何时被调用：如果对象时自动变量，当执行完该对象的代码块时，析构函数被调用；如果对象是静态变量，程序执行结束时被调用；如果是动态变量（new创建的），那么在显式使用delete时，被调用。

第13章 类继承

类继承 从已有的类派生出新的类，而派生类继承了原有类（基类）的所有特征，包括方法。在已有类上添加功能，给类添加数据，修改类的方法行为。

公有继承（公有派生） 基类的共有成员称为派生类的共有成员，基类的私有成员也成为派生类的一部分，但是只能通过基类的共有和保护方法访问。派生类对象储存了基类的数据成员（继承了基类的实现），派生类可以使用基类的方法（继承了基类的接口）。反之基类不可使用派生类的成员和方法。派生类成员的初始化也可以使用成员初始化，与基类初始化放在一起。

派生类创建与释放 首先调用基类的构造函数，初始化继承的数据成员，然后再调用派生类的构造函数，初始化新增的数据成员。派生类的构造函数总是要调用一个基类的构造函数，释放的顺序相反，先调用派生类的析构函数，再调用基类的析构函数。

is-a关系 公有继承的派生类和基类通常是is-a关系，即基类包含派生类，派生类是基类的一种，is-a-kind-of简称is-a关系。由于继承，基类的引用或指针可以指向派生类，但是派生类的引用或指针不可以指向基类。假设有基类水果，派生类苹果，因为苹果是水果，所以指向水果的指针可以是苹果，但是指向苹果的指针不一定是水果，is-a关系可以很好的解释这种异同。当试图使用水果来给苹果赋值时，会发生问题。或者，另一种理解方式，基类的引用调用基类的方法，因为派生类继承了基类的方法，所以满足，但是派生类中可能有增加的方法，若能给派生类引用赋值基类，那么通过这个派生类调用派生类的方法会出现问题，因为派生类引用指向的对象根本就没有这个方法。同时，基类的指针和引用只能用于调用基类的方法，不可以使用基类的指针来调用派生类方法。基类的引用pt1可以赋值派生类对象，派生类引用pe1不可使用基类对象初始化。且pt1只有基类的方法，即便他现在指向了派生类对象。

多态公有继承 希望同一个方法在基类和派生类中是不同的，为派生类修改基类中的方法。当基类调用该方法和派生类调用基类中的该方法时，执行不同的操作。叫做多态公有继承。为此，要在派生类中重新定义基类中的方法，或使用虚方法。

虚方法 在函数原形中使用关键字virtual，定义中不用关键字。使用虚方法后，程序将根据引用或指针指向的对象类型来选择方法，否则将根据引用或指针的类型来选择。因为基类的引用或指针也可以指向派生类。

基类stock和派生类person中都声明了show()方法，且不是虚方法。pt1是基类引用，指向派生类。pe1是派生类引用，指向派生类。当不使用虚方法时，按照引用或指针的类型选择方法。所以pt1执行了基类的方法（不使用虚方法时，基类指针或引用只能执行基类的方法，），pe1执行了派生类的方法。

在函数原形中使用了virtual关键字后，引用或指针将根据指向的对象类型来选择方法。

虚析构函数 析构函数根据指针或引用类型调用对应的析构函数，所以当基类引用或指针指向派生类时，调用的是基类的析构函数，因此指向的派生类仍然存在。如果想在析构函数中执行操作，那么应该将析构函数声明为虚函数。当在基类中声明为虚析构函数函数时，如果基类引用指向派生类，那么会先调用派生类的析构函数，再调用基类的析构函数。

联编（函数名联编） 将函数调用解释为执行特定函数代码块。

静态联编 在编译过程中进行的联编，或称早期联编。

动态联编 在程序运行时选择正确虚函数代码

向上强制转换 将派生类基类引用或指针转换为基类引用或指针。向上转换是可传递的，如stock派生出stockChina stockChina派生出stockChinaSH，那么stock引用或指针可以指向stock对象，stockChina对象或stockChinaSH对象，即stockChina引用或指针可转换为stock指针，stockChinaSH引用或指针可以转换为stock指针。

向下强制类型转换 与向上强制转换相反。如果不使用显式强制类型转换，则向下强制类型转换不允许。上文中的派生类指针指向基类对象不允许，即基类的指针或引用不可以指向派生类的指针或引用。

虚函数注意点 构造函数不可以是虚函数。创建派生类对象时，先调用派生类的构造函数，在派生类的构造函数中调用基类的构造函数。派生类不继承基类的构造函数。所以将构造函数声明为虚函数没有意义。

析构函数 析构函数应当是虚函数，除非类不用做基类。即基类的析构函数必须为虚函数。

基类的析构函数未声明为虚函数。基类的指针指向了派生类，当delete该指针时，只调用了基类的析构函数。派生类对象未被释放。

当基类的析构函数声明为虚函数。当基类指针指向派生类时，delete该指针，会调用派生类的析构函数，然后再调用基类的析构函数。两个对象都被释放了。