# C++ 核心编程
# 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
# 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地修改了它的指令
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
示例:
// 全局变量 | |
int g_a = 10; | |
int g_b = 10; | |
// 全局常量 | |
const int c_g_a = 10; | |
const int c_g_b = 10; | |
int main() { | |
// 局部变量 | |
int a = 10; | |
int b = 10; | |
// 打印地址 | |
cout << "局部变量a地址为: " << (int)&a << endl; | |
cout << "局部变量b地址为: " << (int)&b << endl; | |
cout << "全局变量g_a地址为: " << (int)&g_a << endl; | |
cout << "全局变量g_b地址为: " << (int)&g_b << endl; | |
// 静态变量 | |
static int s_a = 10; | |
static int s_b = 10; | |
cout << "静态变量s_a地址为: " << (int)&s_a << endl; | |
cout << "静态变量s_b地址为: " << (int)&s_b << endl; | |
cout << "字符串常量地址为: " << (int)&"hello world" << endl; | |
cout << "字符串常量地址为: " << (int)&"hello world1" << endl; | |
cout << "全局常量c_g_a地址为: " << (int)&c_g_a << endl; | |
cout << "全局常量c_g_b地址为: " << (int)&c_g_b << endl; | |
const int c_l_a = 10; | |
const int c_l_b = 10; | |
cout << "局部常量c_l_a地址为: " << (int)&c_l_a << endl; | |
cout << "局部常量c_l_b地址为: " << (int)&c_l_b << endl; | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
打印结果:
总结:
- C++ 中在程序运行前分为全局区和代码区
- 代码区特点是共享和只读
- 全局区中存放全局变量、静态变量、常量
- 常量区中存放 const 修饰的全局常量 和 字符串常量
# 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
- 注意事项: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
示例:
int * func() | |
{ | |
int a = 10; | |
return &a; | |
} | |
int main() { | |
int *p = func(); | |
cout << *p << endl; | |
cout << *p << endl; | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
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
示例:
int* func() | |
{ | |
int* a = new int(10); | |
return a; | |
} | |
int main() { | |
int *p = func(); | |
cout << *p << endl; | |
cout << *p << endl; | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
总结:
堆区数据由程序员管理开辟和释放
堆区数据利用 new 关键字进行开辟内存
# 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,手动释放,释放利用操作符 delete
语法: new 数据类型
利用 new 创建的数据,会返回该数据对应的类型的指针
示例 1: 基本语法
int* func() | |
{ | |
int* a = new int(10); | |
return a; | |
} | |
int main() { | |
int *p = func(); | |
cout << *p << endl; | |
cout << *p << endl; | |
// 利用 delete 释放堆区数据 | |
delete p; | |
//cout << *p << endl; // 报错,释放的空间不可访问 | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
示例 2:开辟数组
// 堆区开辟数组 | |
int main() { | |
int* arr = new int[10]; | |
for (int i = 0; i < 10; i++) | |
{ | |
arr[i] = i + 100; | |
} | |
for (int i = 0; i < 10; i++) | |
{ | |
cout << arr[i] << endl; | |
} | |
// 释放数组 delete 后加 [] | |
delete[] arr; | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 引用
# 引用的基本使用
作用:给变量起别名
语法: 数据类型 &别名 = 原名
示例:
int main() { | |
int a = 10; | |
int &b = a; | |
cout << "a = " << a << endl; | |
cout << "b = " << b << endl; | |
b = 100; | |
cout << "a = " << a << endl; | |
cout << "b = " << b << endl; | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 引用注意事项
- 引用必须初始化
- 引用在初始化后,不可以改变
示例:
int main() { | |
int a = 10; | |
int b = 20; | |
//int &c; // 错误,引用必须初始化 | |
int &c = a; // 一旦初始化后,就不可以更改 | |
c = b; // 这是赋值操作,不是更改引用 | |
cout << "a = " << a << endl; | |
cout << "b = " << b << endl; | |
cout << "c = " << c << endl; | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 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
示例:
//1. 值传递 | |
void mySwap01(int a, int b) { | |
int temp = a; | |
a = b; | |
b = temp; | |
} | |
//2. 地址传递 | |
void mySwap02(int* a, int* b) { | |
int temp = *a; | |
*a = *b; | |
*b = temp; | |
} | |
//3. 引用传递 | |
void mySwap03(int& a, int& b) { | |
int temp = a; | |
a = b; | |
b = temp; | |
} | |
int main() { | |
int a = 10; | |
int b = 20; | |
mySwap01(a, b); | |
cout << "a:" << a << " b:" << b << endl; | |
mySwap02(&a, &b); | |
cout << "a:" << a << " b:" << b << endl; | |
mySwap03(a, b); | |
cout << "a:" << a << " b:" << b << endl; | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
总结:通过引用参数产生的效果同按地址传递是一样的。引用的语法更清楚简单
# 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
示例:
// 返回局部变量引用 | |
int& test01() { | |
int a = 10; // 局部变量 | |
return a; | |
} | |
// 返回静态变量引用 | |
int& test02() { | |
static int a = 20; | |
return a; | |
} | |
int main() { | |
// 不能返回局部变量的引用 | |
int& ref = test01(); | |
cout << "ref = " << ref << endl; | |
cout << "ref = " << ref << endl; | |
// 如果函数做左值,那么必须返回引用 | |
int& ref2 = test02(); | |
cout << "ref2 = " << ref2 << endl; | |
cout << "ref2 = " << ref2 << endl; | |
test02() = 1000; | |
cout << "ref2 = " << ref2 << endl; | |
cout << "ref2 = " << ref2 << endl; | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 引用的本质
本质:引用的本质在 c++ 内部实现是一个指针常量.
讲解示例:
// 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:" << a << endl; | |
cout << "ref:" << ref << endl; | |
func(a); | |
return 0; | |
} |
结论:C++ 推荐用引用技术,因为语法方便,引用本质是指针常量,但是所有的指针操作编译器都帮我们做了
# 常量引用
作用:常量引用主要用来修饰形参,防止误操作
在函数形参列表中,可以加 const 修饰形参,防止形参改变实参
示例:
// 引用使用的场景,通常用来修饰形参 | |
void showValue(const int& v) { | |
//v += 10; | |
cout << v << endl; | |
} | |
int main() { | |
//int& ref = 10; 引用本身需要一个合法的内存空间,因此这行错误 | |
// 加入 const 就可以了,编译器优化代码,int temp = 10; const int& ref = temp; | |
const int& ref = 10; | |
//ref = 100; // 加入 const 后不可以修改变量 | |
cout << ref << endl; | |
// 函数中利用常量引用防止误操作修改实参 | |
int a = 10; | |
showValue(a); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 函数提高
# 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。
语法: 返回值类型 函数名 (参数= 默认值){}
示例:
int func(int a, int b = 10, int c = 10) { | |
return a + b + c; | |
} | |
//1. 如果某个位置参数有默认值,那么从这个位置往后,从左向右,必须都要有默认值 | |
//2. 如果函数声明有默认值,函数实现的时候就不能有默认参数 | |
int func2(int a = 10, int b = 10); | |
int func2(int a, int b) { | |
return a + b; | |
} | |
int main() { | |
cout << "ret = " << func(20, 20) << endl; | |
cout << "ret = " << func(100) << endl; | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 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
语法: 返回值类型 函数名 (数据类型){}
示例:
// 函数占位参数 ,占位参数也可以有默认参数 | |
void func(int a, int) { | |
cout << "this is func" << endl; | |
} | |
int main() { | |
func(10,10); // 占位参数必须填补 | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 函数重载
# 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
注意: 函数的返回值不可以作为函数重载的条件
示例:
// 函数重载需要函数都在同一个作用域下 | |
void func() | |
{ | |
cout << "func 的调用!" << endl; | |
} | |
void func(int a) | |
{ | |
cout << "func (int a) 的调用!" << endl; | |
} | |
void func(double a) | |
{ | |
cout << "func (double a)的调用!" << endl; | |
} | |
void func(int a ,double b) | |
{ | |
cout << "func (int a ,double b) 的调用!" << endl; | |
} | |
void func(double a ,int b) | |
{ | |
cout << "func (double a ,int b)的调用!" << endl; | |
} | |
// 函数返回值不可以作为函数重载条件 | |
//int func(double a, int b) | |
//{ | |
// cout << "func (double a ,int b) 的调用!" << endl; | |
//} | |
int main() { | |
func(); | |
func(10); | |
func(3.14); | |
func(10,3.14); | |
func(3.14 , 10); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 函数重载注意事项
- 引用作为重载条件
- 函数重载碰到函数默认参数
示例:
// 函数重载注意事项 | |
//1、引用作为重载条件 | |
void func(int &a) | |
{ | |
cout << "func (int &a) 调用 " << endl; | |
} | |
void func(const int &a) | |
{ | |
cout << "func (const int &a) 调用 " << endl; | |
} | |
//2、函数重载碰到函数默认参数 | |
void func2(int a, int b = 10) | |
{ | |
cout << "func2(int a, int b = 10) 调用" << endl; | |
} | |
void func2(int a) | |
{ | |
cout << "func2(int a) 调用" << endl; | |
} | |
int main() { | |
int a = 10; | |
func(a); // 调用无 const | |
func(10);// 调用有 const | |
//func2 (10); // 碰到默认参数产生歧义,需要避免 | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 类和对象
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:
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...
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...
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
# 封装的意义
封装是 C++ 面向对象三大特性之一
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
- 将属性和行为加以权限控制
封装意义一:
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
示例代码:
// 圆周率 | |
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 | |
class Circle | |
{ | |
public: // 访问权限 公共的权限 | |
// 属性 | |
int m_r;// 半径 | |
// 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,创建圆的对象 | |
//c1 就是一个具体的圆 | |
Circle c1; | |
c1.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: " << c1.calculateZC() << endl; | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
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
示例 2 代码:
// 学生类 | |
class Student { | |
public: | |
void setName(string name) { | |
m_name = name; | |
} | |
void setID(int id) { | |
m_id = id; | |
} | |
void showStudent() { | |
cout << "name:" << m_name << " ID:" << m_id << endl; | |
} | |
public: | |
string m_name; | |
int m_id; | |
}; | |
int main() { | |
Student stu; | |
stu.setName("德玛西亚"); | |
stu.setID(250); | |
stu.showStudent(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
封装意义二:
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:
- public 公共权限
- protected 保护权限
- private 私有权限
示例:
// 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 | |
// 私有权限 private 类内可以访问 类外不可以访问 | |
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() | |
{ | |
m_Name = "张三"; | |
m_Car = "拖拉机"; | |
m_Password = 123456; | |
} | |
}; | |
int main() { | |
Person p; | |
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"); | |
return 0; | |
} |
# struct 和 class 区别
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:
- struct 默认权限为公共
- class 默认权限为私有
class C1 | |
{ | |
int m_A; // 默认是私有权限 | |
}; | |
struct C2 | |
{ | |
int m_A; // 默认是公共权限 | |
}; | |
int main() { | |
C1 c1; | |
c1.m_A = 10; // 错误,访问权限是私有 | |
C2 c2; | |
c2.m_A = 10; // 正确,访问权限是公共 | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 成员属性设置为私有
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
示例:
class Person { | |
public: | |
// 姓名设置可读可写 | |
void setName(string name) { | |
m_Name = name; | |
} | |
string getName() | |
{ | |
return m_Name; | |
} | |
// 获取年龄 | |
int getAge() { | |
return m_Age; | |
} | |
// 设置年龄 | |
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: | |
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; | |
// 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"); | |
return 0; | |
} |
练习案例 1:设计立方体类
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。
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。
# 对象的初始化和清理
- 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
- 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
# 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
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。
- 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。
- 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(){}
- 构造函数,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,因此可以发生重载
- 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(){}
- 析构函数,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~
- 析构函数不可以有参数,因此不可以发生重载
- 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
class Person | |
{ | |
public: | |
// 构造函数 | |
Person() | |
{ | |
cout << "Person的构造函数调用" << endl; | |
} | |
// 析构函数 | |
~Person() | |
{ | |
cout << "Person的析构函数调用" << endl; | |
} | |
}; | |
void test01() | |
{ | |
Person p; | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 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
- 按类型分为: 普通构造和拷贝构造
三种调用方式:
- 括号法
- 显示法
- 隐式转换法
示例:
//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 普通构造和拷贝构造 | |
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; | |
}; | |
//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 | |
} | |
// 调用有参的构造函数 | |
void test02() { | |
//2.1 括号法,常用 | |
Person p1(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 | |
//Person p2(); | |
//2.2 显式法 | |
Person p2 = Person(10); | |
Person p3 = Person(p2); | |
//Person (10) 单独写就是匿名对象 当前行结束之后,马上析构 | |
//2.3 隐式转换法 | |
Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10); | |
Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4); | |
// 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); | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
//test02(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 拷贝构造函数调用时机
C++ 中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况
- 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
- 以值方式返回局部对象
示例:
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; | |
}; | |
//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 | |
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) {} | |
void test02() { | |
Person p; // 无参构造函数 | |
doWork(p); | |
} | |
//3. 以值方式返回局部对象 | |
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; | |
} |
# 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
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:
- 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
- 如果用户定义拷贝构造函数,c++ 不会再提供其他构造函数
示例:
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); | |
// 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; | |
} | |
void test02() | |
{ | |
// 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,会出错 | |
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 | |
// 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 | |
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(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 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
示例:
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); | |
} | |
// 拷贝构造函数 | |
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; | |
m_height = new int(*p.m_height); | |
} | |
// 析构函数 | |
~Person() { | |
cout << "析构函数!" << endl; | |
if (m_height != NULL) | |
{ | |
delete m_height; | |
} | |
} | |
public: | |
int m_age; | |
int* m_height; | |
}; | |
void test01() | |
{ | |
Person p1(18, 180); | |
Person p2(p1); | |
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; | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
总结: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
# 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
语法: 构造函数():属性1(值1),属性2(值2)... {}
示例:
class Person { | |
public: | |
//// 传统方式初始化 | |
//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"); | |
return 0; | |
} |
# 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
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?
示例:
class Phone | |
{ | |
public: | |
Phone(string name) | |
{ | |
m_PhoneName = name; | |
cout << "Phone构造" << endl; | |
} | |
~Phone() | |
{ | |
cout << "Phone析构" << endl; | |
} | |
string m_PhoneName; | |
}; | |
class Person | |
{ | |
public: | |
// 初始化列表可以告诉编译器调用哪一个构造函数 | |
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; | |
Phone m_Phone; | |
}; | |
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"); | |
return 0; | |
} |
# 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
- 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
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; | |
int Person::m_B = 10; | |
void test01() | |
{ | |
// 静态成员变量两种访问方式 | |
//1、通过对象 | |
Person p1; | |
p1.m_A = 100; | |
cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; | |
Person p2; | |
p2.m_A = 200; | |
cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; // 共享同一份数据 | |
cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl; | |
//2、通过类名 | |
cout << "m_A = " << Person::m_A << endl; | |
//cout << "m_B =" << Person::m_B << endl; // 私有权限访问不到 | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
示例 2:静态成员函数
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 | |
static void func() | |
{ | |
cout << "func调用" << endl; | |
m_A = 100; | |
//m_B = 100; // 错误,不可以访问非静态成员变量 | |
} | |
static int m_A; // 静态成员变量 | |
int m_B; // | |
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() | |
{ | |
// 静态成员变量两种访问方式 | |
//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 | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# C++ 对象模型和 this 指针
# 成员变量和成员函数分开存储
在 C++ 中,类内的成员变量和成员函数分开存储
只有非静态成员变量才属于类的对象上
class Person { | |
public: | |
Person() { | |
mA = 0; | |
} | |
// 非静态成员变量占对象空间 | |
int mA; | |
// 静态成员变量不占对象空间 | |
static int mB; | |
// 函数也不占对象空间,所有函数共享一个函数实例 | |
void func() { | |
cout << "mA:" << this->mA << endl; | |
} | |
// 静态成员函数也不占对象空间 | |
static void sfunc() { | |
} | |
}; | |
int main() { | |
cout << sizeof(Person) << endl; | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# this 指针概念
通过 4.3.1 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:
- 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
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 | |
this->age = age; | |
} | |
Person& PersonAddPerson(Person p) | |
{ | |
this->age += p.age; | |
// 返回对象本身 | |
return *this; | |
} | |
int age; | |
}; | |
void test01() | |
{ | |
Person p1(10); | |
cout << "p1.age = " << p1.age << endl; | |
Person p2(10); | |
p2.PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1); | |
cout << "p2.age = " << p2.age << endl; | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 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
如果用到 this 指针,需要加以判断保证代码的健壮性
示例:
// 空指针访问成员函数 | |
class Person { | |
public: | |
void ShowClassName() { | |
cout << "我是Person类!" << endl; | |
} | |
void ShowPerson() { | |
if (this == NULL) { | |
return; | |
} | |
cout << mAge << endl; | |
} | |
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"); | |
return 0; | |
} |
# 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
示例:
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 | |
void ShowPerson() const { | |
//const Type* const pointer; | |
//this = NULL; // 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; | |
} | |
public: | |
int m_A; | |
mutable int m_B; // 可修改 可变的 | |
}; | |
//const 修饰对象 常对象 | |
void test01() { | |
const Person person; // 常量对象 | |
cout << person.m_A << endl; | |
//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 | |
// 常对象访问成员函数 | |
person.MyFunc(); // 常对象不能调用 const 的函数 | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 友元
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
- 全局函数做友元
- 类做友元
- 成员函数做友元
# 全局函数做友元
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 | |
}; | |
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"); | |
return 0; | |
} |
# 类做友元
class Building; | |
class goodGay | |
{ | |
public: | |
goodGay(); | |
void visit(); | |
private: | |
Building *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(); | |
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 test01() | |
{ | |
goodGay gg; | |
gg.visit(); | |
} | |
int main(){ | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 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; | |
} |
# 运算符重载
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
# 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
class Person { | |
public: | |
Person() {}; | |
Person(int a, int b) | |
{ | |
this->m_A = a; | |
this->m_B = b; | |
} | |
// 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; | |
}; | |
// 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); | |
// 成员函数方式 | |
Person p3 = p2 + p1; // 相当于 p2.operaor+(p1) | |
cout << "mA:" << p3.m_A << " mB:" << p3.m_B << endl; | |
Person p4 = p3 + 10; // 相当于 operator+(p3,10) | |
cout << "mA:" << p4.m_A << " mB:" << p4.m_B << endl; | |
} | |
int main() { | |
test(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
总结 1: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
总结 2:不要滥用运算符重载
# 左移运算符重载
作用:可以输出自定义数据类型
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& out, Person& p) { | |
out << "a:" << p.m_A << " b:" << p.m_B; | |
return out; | |
} | |
void test() { | |
Person p1(10, 20); | |
cout << p1 << "hello world" << endl; // 链式编程 | |
} | |
int main() { | |
test(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
总结:重载左移运算符配合友元可以实现输出自定义数据类型
# 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
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; | |
} |
总结: 前置递增返回引用,后置递增返回值
# 赋值运算符重载
c++ 编译器至少给一个类添加 4 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
- 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
示例:
class Person | |
{ | |
public: | |
Person(int age) | |
{ | |
// 将年龄数据开辟到堆区 | |
m_Age = new int(age); | |
} | |
// 重载赋值运算符 | |
Person& operator=(Person &p) | |
{ | |
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); | |
// 返回自身 | |
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 | |
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; | |
//cout << "b = " << b << endl; | |
//cout << "c = " << c << endl; | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 关系运算符重载
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
示例:
class Person | |
{ | |
public: | |
Person(string name, int age) | |
{ | |
this->m_Name = name; | |
this->m_Age = age; | |
}; | |
bool operator==(Person & p) | |
{ | |
if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) | |
{ | |
return true; | |
} | |
else | |
{ | |
return false; | |
} | |
} | |
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("孙悟空", 18); | |
Person b("孙悟空", 18); | |
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"); | |
return 0; | |
} |
# 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
示例:
class MyPrint | |
{ | |
public: | |
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"); | |
} | |
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; | |
// 匿名对象调用 | |
cout << "MyAdd()(100,100) = " << MyAdd()(100, 100) << endl; | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
test02(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 继承
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
# 继承的基本语法
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:
//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"); | |
return 0; | |
} |
继承实现:
// 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; | |
} | |
}; | |
//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"); | |
return 0; | |
} |
总结:
继承的好处:可以减少重复的代码
class A : public B;
A 类称为子类 或 派生类
B 类称为父类 或 基类
派生类中的成员,包含两大部分:
一类是从基类继承过来的,一类是自己增加的成员。
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。
# 继承方式
继承的语法: class 子类 : 继承方式 父类
继承方式一共有三种:
- 公共继承
- 保护继承
- 私有继承
示例:
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 | |
m_B; // 可访问 protected 权限 | |
//m_C; // 不可访问 | |
} | |
}; | |
void myClass() | |
{ | |
Son1 s1; | |
s1.m_A; // 其他类只能访问到公共权限 | |
} | |
// 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 | |
m_B; // 可访问 protected 权限 | |
//m_C; // 不可访问 | |
} | |
}; | |
void myClass2() | |
{ | |
Son2 s; | |
//s.m_A; // 不可访问 | |
} | |
// 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 | |
m_B; // 可访问 private 权限 | |
//m_C; // 不可访问 | |
} | |
}; | |
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; | |
//m_B; | |
//m_C; | |
} | |
}; |
# 继承中的对象模型
问题:从父类继承过来的成员,哪些属于子类对象中?
示例:
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() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
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
# 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
问题:父类和子类的构造和析构顺序是谁先谁后?
示例:
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"); | |
return 0; | |
} |
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
# 继承同名成员处理方式
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?
- 访问子类同名成员 直接访问即可
- 访问父类同名成员 需要加作用域
示例:
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; | |
cout << "Base下的m_A = " << s.Base::m_A << endl; | |
s.func(); | |
s.Base::func(); | |
s.Base::func(10); | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return EXIT_SUCCESS; | |
} |
总结:
- 子类对象可以直接访问到子类中同名成员
- 子类对象加作用域可以访问到父类同名成员
- 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
# 继承同名静态成员处理方式
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
- 访问子类同名成员 直接访问即可
- 访问父类同名成员 需要加作用域
示例:
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() | |
{ | |
// 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; | |
cout << "Base 下 m_A = " << s.Base::m_A << endl; | |
// 通过类名访问 | |
cout << "通过类名访问: " << endl; | |
cout << "Son 下 m_A = " << Son::m_A << endl; | |
cout << "Base 下 m_A = " << Son::Base::m_A << endl; | |
} | |
// 同名成员函数 | |
void test02() | |
{ | |
// 通过对象访问 | |
cout << "通过对象访问: " << endl; | |
Son s; | |
s.func(); | |
s.Base::func(); | |
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); | |
} | |
int main() { | |
//test01(); | |
test02(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
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)
# 多继承语法
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
示例:
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; | |
cout << s.Base1::m_A << endl; | |
cout << s.Base2::m_A << endl; | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
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
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者两个派生类
-
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:
- 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。
- 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。
示例:
class Animal | |
{ | |
public: | |
int m_Age; | |
}; | |
// 继承前加 virtual 关键字后,变为虚继承 | |
// 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; | |
cout << "st.Sheep::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl; | |
cout << "st.Tuo::m_Age = " << st.Tuo::m_Age << endl; | |
cout << "st.m_Age = " << st.m_Age << endl; | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
总结:
- 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
- 利用虚继承可以解决菱形继承问题
# 多态
# 多态的基本概念
多态是 C++ 面向对象三大特性之一
多态分为两类
- 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
- 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:
- 静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址
- 动态多态的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定函数地址
下面通过案例进行讲解多态
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: | |
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 | |
void DoSpeak(Animal & animal) | |
{ | |
animal.speak(); | |
} | |
// | |
// 多态满足条件: | |
//1、有继承关系 | |
//2、子类重写父类中的虚函数 | |
// 多态使用: | |
// 父类指针或引用指向子类对象 | |
void test01() | |
{ | |
Cat cat; | |
DoSpeak(cat); | |
Dog dog; | |
DoSpeak(dog); | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
总结:
多态满足条件
- 有继承关系
- 子类重写父类中的虚函数
多态使用条件
- 父类指针或引用指向子类对象
重写:函数返回值类型 函数名 参数列表 完全一致称为重写
# 多态案例一 - 计算器类
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
多态的优点:
- 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
示例:
// 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 | |
} | |
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 | |
// 抽象计算器类 | |
// 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 | |
class AbstractCalculator | |
{ | |
public : | |
virtual int getResult() | |
{ | |
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() | |
{ | |
// 创建加法计算器 | |
AbstractCalculator *abc = new AddCalculator; | |
abc->m_Num1 = 10; | |
abc->m_Num2 = 10; | |
cout << abc->m_Num1 << " + " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl; | |
delete abc; // 用完了记得销毁 | |
// 创建减法计算器 | |
abc = new SubCalculator; | |
abc->m_Num1 = 10; | |
abc->m_Num2 = 10; | |
cout << abc->m_Num1 << " - " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl; | |
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; | |
delete abc; | |
} | |
int main() { | |
//test01(); | |
test02(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
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
# 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:
- 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
示例:
class Base | |
{ | |
public: | |
// 纯虚函数 | |
// 类中只要有一个纯虚函数就称为抽象类 | |
// 抽象类无法实例化对象 | |
// 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; | |
}; | |
class Son :public Base | |
{ | |
public: | |
virtual void func() | |
{ | |
cout << "func调用" << endl; | |
}; | |
}; | |
void test01() | |
{ | |
Base * base = NULL; | |
//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"); | |
return 0; | |
} |
# 多态案例二 - 制作饮品
案例描述:
制作饮品的大致流程为: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
示例:
// 抽象制作饮品 | |
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) { | |
drink->MakeDrink(); | |
delete drink; | |
} | |
void test01() { | |
DoWork(new Coffee); | |
cout << "--------------" << endl; | |
DoWork(new Tea); | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
# 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或者纯虚析构
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,该类属于抽象类,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(){}
示例:
class Animal { | |
public: | |
Animal() | |
{ | |
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 | |
//virtual ~Animal() | |
//{ | |
// cout << "Animal 虚析构函数调用!" << endl; | |
//} | |
virtual ~Animal() = 0; | |
}; | |
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); | |
} | |
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) { | |
delete m_Name; | |
m_Name = NULL; | |
} | |
} | |
public: | |
string *m_Name; | |
}; | |
void test01() | |
{ | |
Animal *animal = new Cat("Tom"); | |
animal->Speak(); | |
// 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"); | |
return 0; | |
} |
总结:
- 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
- 如果子类中没有堆区数据,可以不写为虚析构或纯虚析构
- 拥有纯虚析构函数的类也属于抽象类
# 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 Intel 厂商和 Lenovo 厂商创建电脑类提供让电脑工作的函数,并且调用个零件工作的接口测试时组装三台不同的电脑进行工作
示例:
#include<iostream> | |
using namespace std; | |
// 抽象 CPU 类 | |
class CPU | |
{ | |
public: | |
// 抽象的计算函数 | |
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; | |
} |
# 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 < fstream >
文件类型分为两种:
- 文本文件 - 文件以文本的 ASCII 码形式存储在计算机中
- 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:
- ofstream:写操作
- ifstream: 读操作
- fstream : 读写操作
# 文本文件
# 写文件
写文件步骤如下:
- 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:
打开方式 | 解释 |
---|---|
ios::in | 为读文件而打开文件 |
ios::out | 为写文件而打开文件 |
ios::ate | 初始位置:文件尾 |
ios::app | 追加方式写文件 |
ios::trunc | 如果文件存在先删除,再创建 |
ios::binary | 二进制方式 |
注意: 文件打开方式可以配合使用,利用 | 操作符
例如:用二进制方式写文件 ios::binary | ios:: out
示例:
#include <fstream> | |
void test01() | |
{ | |
ofstream ofs; | |
ofs.open("test.txt", ios::out); | |
ofs << "姓名:张三" << endl; | |
ofs << "性别:男" << endl; | |
ofs << "年龄:18" << endl; | |
ofs.close(); | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
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
# 读文件
读文件与写文件步骤相似,但是读取方式相对于比较多
读文件步骤如下:
- 包含头文件 #include
- 创建流对象 ifstream ifs;
- 打开文件并判断文件是否打开成功 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 ();
示例:
#include <fstream> | |
#include <string> | |
void test01() | |
{ | |
ifstream ifs; | |
ifs.open("test.txt", ios::in); | |
if (!ifs.is_open()) | |
{ | |
cout << "文件打开失败" << endl; | |
return; | |
} | |
// 第一种方式 | |
//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; | |
//} | |
char c; | |
while ((c = ifs.get()) != EOF) | |
{ | |
cout << c; | |
} | |
ifs.close(); | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
总结:
- 读文件可以利用 ifstream ,或者 fstream 类
- 利用 is_open 函数可以判断文件是否打开成功
- close 关闭文件
# 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
# 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
示例:
#include <fstream> | |
#include <string> | |
class Person | |
{ | |
public: | |
char m_Name[64]; | |
int m_Age; | |
}; | |
// 二进制文件 写文件 | |
void test01() | |
{ | |
//1、包含头文件 | |
//2、创建输出流对象 | |
ofstream ofs("person.txt", ios::out | ios::binary); | |
//3、打开文件 | |
//ofs.open("person.txt", ios::out | ios::binary); | |
Person p = {"张三" , 18}; | |
//4、写文件 | |
ofs.write((const char *)&p, sizeof(p)); | |
//5、关闭文件 | |
ofs.close(); | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
总结:
- 文件输出流对象 可以通过 write 函数,以二进制方式写数据
# 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
示例:
#include <fstream> | |
#include <string> | |
class Person | |
{ | |
public: | |
char m_Name[64]; | |
int m_Age; | |
}; | |
void test01() | |
{ | |
ifstream ifs("person.txt", ios::in | ios::binary); | |
if (!ifs.is_open()) | |
{ | |
cout << "文件打开失败" << endl; | |
} | |
Person p; | |
ifs.read((char *)&p, sizeof(p)); | |
cout << "姓名: " << p.m_Name << " 年龄: " << p.m_Age << endl; | |
} | |
int main() { | |
test01(); | |
system("pause"); | |
return 0; | |
} |
文件输入流对象 可以通过 read 函数,以二进制方式读数据