【C++】C++核心编程部分-内存分区模型-引用-函数提高-类与对象-文件操作

xuanxuan

2021-07-09

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1-83笔记——如果你准备学习C++,并且有C语言的基础，我希望你能简单的过一遍知识点。_半生瓜のblog-CSDN博客

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C++核心编程部分

内存分区模型

代码区：存放函数的二级制代码，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，赋予不同的声明周期，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可执行文件，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打码即可
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于此
全局区还包含了常量区，字符串常量和其他常量也存放于此
该区域的数据在程序结束之后由操作系统释放

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

堆区：

有程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束之后有操作系统回收
在C++中主要利用new在堆区中开辟内存

int* p = new int(10);

new运算符

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，释放用delete

语法：

new 数据类型

利用new创建的数据，会返回该数据对应类型的指针

int* p = new int(10);//分配一个整型，值为10，p指向它
int* arry = new int[10];//分配一个人42个int的数组;p指向第一个int

delete p;           //p必须指向一个动态分配的对象或为空
delete[] arry;  //arry必须指向一个动态分配的数组或为空

引用

基本使用

作用:给变量起别名

语法：数据类型 &别名 = 原名

int a = 0;
int &b = a;
//a和b操作的是同一块内存

注意事项

引用必须初始化——告诉它它是谁的别名
引用在初始化之后，不可以改变

做函数参数

作用：函数传参时，可以利用引用让形参修饰实参

优点：可以简化指针修改实参（传址）。

void changeNums(int &a,int& b);//引用传递
int main(void)
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    changeNums(a,b);
    //引用——其实上面的a就是下面a的一个别名
    return 0;
}

做函数的返回值

注意：不要返回局部变量引用

用法：函数调用作为左值

#include<iostream>
using namespace std;
int& test1()
{
    int a = 10;//栈区
    return a;
}
int& test2()
{
    static int b = 20;//静态变量存放在全局区，全局区的数据在程序结束后系统释放
    return b;
}
int main(void)
{
    int& ret = test1();
    int& ret2 = test2();
    cout << ret2 << endl; 
    //作为左值
    test2() = 1000;//如果函数的返回值是引用，这个函数调用可以作为左值
    cout << ret2 << endl;
    cout << ret << endl;//第一次结果正确是因为编译器做了保留
    cout << ret;//第二次结果错误是因为a的内存已经释放
    return 0;
}

引用本质

本质：引用的本质在c++内部实现是一个指针常量,引用一旦被初始化之后就不能更改。

void func(int& ref)
{
    ref = 100;//ref是引用，转换为*ref = 100
}
int main(void)
{
    int a  = 10;
    int &ref = a;//自动转化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
    ref =20;//自动发现ref是引用，自动转换为*ref = 20;
}

结论：C++推荐使用引用技术，因为语法方便，引用本质是指针常量，但所有的指针操作编译器都棒我们做了。

常量引用

作用:常量引用主要用来修饰形参，防止误操作

//常量引用
//使用场景，用来修饰形参，防止误操作
//引用必须引用一块合法的内存空间
const int& ref = 10;
//加上const之后，编译器将代码修改为int temp =10;
//int& ref = temp;
//加入const之后变为只读不可以修改

在函数形参列表中，可以加const修饰形参，防止形参改变实参

void showvaL(const int& ref){    }

函数提高

函数默认参数

在c++中函数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)

//函数的哪个参数被声明默认了，下面函数调用的时候就可以少传哪个参数，如果有默认值还传了参数，用的就是函数调用传递的参数
int func(int a,int b =10,int c =23)
{
    return a+b+c;
}
int main(void)
{       
    int ref = func(10);
    return 0;
}

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都要有默认参数

//从b开始往后一的参数都有默认参数
int fun2(int a,int b= 10;int c =20)
{

}

如果函数的声明有默认参数，函数的实现就不能有默认参数了。

声明和实现只能有一个有默认参数。

int fun3(int a = 10;int b = 20);
int fun3(int a,int b)
{

}

函数占位参数

C++中函数的形参列表里可以有占位参数，用来占位，调用函数的时候必须填补该位置。

语法：返回值类型函数名（数据类型）{}，

在现阶段函数的占位参数存在意义不大，但是后面的课程中会用到该技术。

void func(int a, int)
{

}
int main(void)
{
    func(10,1);//这个1传进去是拿不到的，目前阶段的占位参数我们还用不到，但在后面是会用到的。
    return 0;
}

占位参数还可以有默认参数

void func(int a, int =10)
{

}
int main(void)
{
    func(10);
    return 0;
}

函数重载

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

void func()
{
    cout << "无参数" << endl;
}
void func(int a)
{
    cout << a;
}
int main(void)
{
    根据函数传递参数的不同调用不同的代码
    func();
    func(10);
    return 0;
}

函数重载的注意事项

引用作为函数重载条件
函数重载碰到函数默认参数

#include<iostream>
using namespace std;
void func(int &a)
{
    //int& a =10;不合法
}
void func(const int &a)
{
    //const int& a =10;合法——编译器自动优化
}

int main(void)
{
    func(10);
    return 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;
void func(int a ,int b = 10)
{

}
void func(int a)
{

}

int main(void)
{
    func(10);
    /*当函数重载碰到默认参数
    编译器傻了，不知道该调用哪个了
    ——出现二义性
    ——写函数重载就不要加默认参数，避免这种情况的出现*/
    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......行为有唱、跳、跑......

车也可以作为对象，属性有轮胎、方向盘、大灯......行为有载人、放音乐、开空调......

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++面向对象的三大特征之一

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

封装的意义一

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};

例子

示例1

创建一个圆类，求圆的周长

#include<iostream>
using namespace std;
double pi = 3.14;
//class 代表设计一个类，类后面紧跟着的就是类名称
class Circle
{
    //访问权限
    //公共权限
public:
    //属性 
    //半径
    int c_r;
    //行为
    //获取圆的周长
    double calculateZC()
    {
        return 2 * pi * c_r;
    }
};
int main(void)
{
    //通过圆类创建具体的圆(对象)
    //实例化——通过一个类创建一个对象的过程
    Circle c1;
    //给圆对象的属性进行赋值
    c1.c_r = 10;
    cout << "圆的周长为" << c1.calculateZC() << endl;

    return 0;
}

示例2

创建一个学生类

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
class Student
{

public:
    string s_Name;
    int s_Id;
    void showStudent()
    {
        cout << "姓名： " << s_Name << "ID：" << s_Id << endl;
    }
    //赋值
    void inputName(string name)
    {
        s_Name = name;
    }
};

int main(void)
{
    Student s1;
    //s1.s_Name = "张三";
    s1.inputName("赵六");
    s1.s_Id = 123456;
    s1.showStudent();
    return 0;
}

类中的属性和行为，我们统称为成员

属性-成员属性-成员变量

行为-成员函数-成员方法

封装的意义二

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——成员类内可以访问，类外可以访问
protected--保护权限——成员类内可以访问，类外不可以访问
private——私有权限——成员类内可以访问，类外不可以访问

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
class Person
{
public:
    string p_name;
protected:
    string p_car;
private:
    int p_password;
public:
    void funcshow()
    {
        p_name = "张三";
        p_car = "拖拉机";
        p_password = 123456;
    }
};

int main(void)
{
    Person p1;
    p1.p_name = "王五";
    //p1.p_car = "GTR";protected类外无法访问
    //p1.p_password = 123;private类外无法访问
    return 0;
}

struct和class

在C++中struct和class的唯一区别就是默认的访问权限不同。

区别：

struct默认权限为公共public
class默认权限为私有private

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:

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
class Person
{
public:
    //设置姓名
    void setName(string name)
    {
        p_name = name;
    }
    //获取姓名
    string getName()
    {
        return p_name;
    }
    //获取年龄
    int getAge()
    {

        return p_age;
    }
    //设置年龄
    void setAge(int age)
    {

        p_age = age;
        if (age < 0 || age >150)
        {
            p_age = 0;
            cout << "什么鬼" << endl;
            return;
        }
    }
    //设置伙伴
    void setLover(string lname)
    {
        lover = lname;
    }
private:
    //姓名 可读可写
    string p_name;
    //年龄 可读可写加个范围
    int p_age;
    //伙伴  只写
    string lover;
};

int main(void)
{
    Person p1;
    p1.setName("张三");
    cout << "姓名:" << p1.getName() << endl;
    p1.setAge(18);
    cout << "年龄:" << p1.getAge() << endl;
    p1.setLover("赵四");
    return 0;
}

练习案例

(1)设计立方体类

求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

#include<iostream>
using namespace std;
class Cube
{
public:

     void setl(int l)
     {
        C_L = l;
     }
     int getl()
     {
         return C_L;
     }

     void setw(int w)
     {
         C_W = w;
     }
     int getw()
     {
         return C_W;
     }

     void seth(int h)
     {
         C_H= h;
     }
     int geth()
     {
         return C_H;
     }

     //表面积
     int calculateS()
     {
         return 2 * C_L * C_W + 2 * C_L * C_H + 2 * C_W * C_H;
     }
     //体积
     int calculateV()
     {
         return C_L * C_W * C_H;
     }
     //成员函数判断是否相等
     bool issamebyClass(Cube &c)
     {                                                                  
         if (C_H== c.geth() && C_L == c.getl() && C_W == c.getw())
         {
             return true;
         }
         return false;
     }
private:
    int C_L;
    int C_W;
    int C_H;
};
//利用全局函数判断相等
bool issame(Cube &c1, Cube &c2)
{
    if (c1.geth() == c2.geth() && c1.getl() == c2.getl() && c1.getw() == c2.getw())
    {
        return true;
    }
    return false;
}
int main(void)
{
    Cube c1;
    c1.seth(10);
    c1.setl(10);
    c1.setw(10);
    cout << c1.calculateS() << endl;
    cout << c1.calculateV() << endl;

    Cube c2;
    c2.seth(10);
    c2.setl(10);
    c2.setw(10);
    //判断是否相等
    bool ret = issame(c1, c2);
    if (ret)
    {
        cout << "c1和c2相等" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "c1和c2不相等" << endl;
    }
    //成员函数判断
    bool ret2 = c1.issamebyClass(c2); 
    if (ret2)
    {
        cout << "利用成员函数,c1和c2相等" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "利用成员函数,c1和c2不相等" << endl;
    }
    system("pause");
    return 0;
}

(2)点和圆的关系

设计一个圆类和一个点类判断圆和点的关系。

在一个类中可以让另一个类作为这个类的成员

#include<iostream>
using namespace std;
class Point
{
public:
    void setx(int x)
    {
        c_x = x;
    }
    int getx()
    {
        return c_x;
    }
    void sety(int y)
    {
        c_y = y;
    }
    int gety()
    {
        return c_y;
    }
    //建议将属性设置为私有，对外提供接口
private:
    int c_x;
    int c_y;
};
class Circle
{
public:
    void setr(int r)
    {
        c_R = r;
    }
    int getr()
    {
        return c_R;
    }
    void setcenter(Point center)
    {
        c_center = center;
    }
    Point getcenter()
    {
        return c_center;
    }
private:
    int c_R;
    Point c_center;
};
//判断
void isInCircle(Circle &c,Point &p)
{
        int distance =
        (c.getcenter().getx() - p.getx()) * (c.getcenter().getx() - p.getx()) +
        (c.getcenter().gety() - p.gety()) * (c.getcenter().gety() - p.gety());
        int rdistance = c.getr() * c.getr();
        if (distance == rdistance)
        {
            cout << "点在圆上" << endl;
        }
        else if (distance > rdistance)
        {
            cout << "点在圆外" << endl;
        }
        else
        {
            cout << "点在圆内" << endl;
        }
}
int main(void)
{
    Circle c1;
    c1.setr(10);
    Point center;
    center.setx(10);
    center.sety(10);
    c1.setcenter(center);
    Point p1;
    p1.setx(3);
    p1.sety(4);
    //调用判断
    isInCircle(c1, p1);
    return 0;   
}

将一个类拆分成两个文件

point.h

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
class Point
{
public:
    void setx(int x);
    int getx();
    void sety(int y);
    int gety();
private:
    int c_x;
    int c_y;
};

point.cpp

#include"point.h"
//Point::告诉编译器这是Point作用域下面的一个成员函数
void Point::setx(int x)
{
    c_x = x;
}
int Point::getx()
{
    return c_x;
}
void Point::sety(int y)
{
    Point::c_y = y;
}
int Point::gety()
{
    return c_y;
}

对象的初始化清理

在生活中我们所购买的点子产品大多都有恢复出厂设置，在某一天我们不使用的时候清楚自己的数据来保证自己信息的安全。
C++中的面向对象来源生活，每个对象也会有初识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识状态，对其使用后的后果是未知的。

同样的使用完一个对象或者变量，没有及时进行清理，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斓用，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，但是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
程序在调用对象的时候会自动调用构造，无须手动调用，而且只会调用一次

#include<iostream>
using namespace std;
class Person
{
public:
    Person()
    {
        //不写的也会自动创建一个，只不过里面是空的
        cout << "构造函数的调用" << endl;
    }
};
void test01()
{
    Person p;//创建了一个对象但是没有调用这个函数
}
int main(void)
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

在这里插入图片描述

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~
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

#include<iostream>
using namespace std;
class Person
{
public:
    Person()
    {
        cout << "构造函数的调用" << endl;
    }
    ~Person()
    {
        cout << "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执行完之后会释放这个对象
}
int main(void)
{
    test01();
    //Person p;在main函数中析构函数也会被调用在按完任意键之后
    system("pause");
    return 0;
}

在这里插入图片描述

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

Person p;//默认构造函数调用
    /*注意：使用默认构造函数的时候，不要加(),编译器会认为这是一个函数的声明
    例如：Person p1();不会认为在创建对象*/
    Person p2(10);//有参构造函数调用
    Person p3(p2);//拷贝构造函数调用
    cout << "p2的年龄为" << p2.age << endl;
    cout << "p3的年龄为" << p3.age << endl;

显示法

Person p1;//无参
    Person p2 = Person(10);//有参
    Person p3 = Person(p2);//拷贝
    //如果把等号右边的式子单独拿出来
    //Person(10)这是一个匿名对象-特点——当前行执行结束后，系统会立即回收掉匿名对象
    //注意：不要利用拷贝函数初始化匿名对象-编译器会认为Person(p3) == Person p3 编译器会认为是对象的声明
    //Person(p3)

隐式转换法

Person p4 = 10;//相当与Person p4 = Person(10);
Person p5 = p4;//拷贝构造

全部代码:


#include
using namespace std;
class  Person
{ 
public:
//构造函数
//构造函数-无参构造-编译器提供的就是无参的
Person()
{
    cout << "Person的无参构造函数调用" << endl;
}
//构造函数-有参构造
Person(int a)
{
    //将传入的人身上的所有属性，拷贝到我身上。
    age = a;
    cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
}
~Person()
{
    cout << "Person的析构函数调用" << endl;
}
//////////////
//拷贝构造函数
Person(const Person &p)
{
    age = p.age;
    cout << "拷贝构造函数调用" << endl; 
}
int age;
};
int main(void)
{
//Person p;//默认构造函数调用
///*注意：使用默认构造函数的时候，不要加(),编译器会认为这是一个函数的声明
//例如：Person p1();不会认为在创建对象*/
//Person p2(10);//有参构造函数调用
//Person p3(p2);//拷贝构造函数调用
//cout << "p2的年龄为" << p2.age << endl;
//cout << "p3的年龄为" << p3.age << endl;

//显示法
//Person p1;//无参
//Person p2 = Person(10);//有参
//Person p3 = Person(p2);//拷贝
////如果把等号右边的式子单独拿出来
////Person(10)这是一个匿名对象-特点——当前行执行结束后，系统会立即回收掉匿名对象
////注意：不要利用拷贝函数初始化匿名对象-编译器会认为Person(p3) == Person p3 编译器会认为是对象的声明
////Person(p3)

//隐式转换法
Person p4 = 10;//相当与Person p4 = Person(10);
Person p5 = p4;//拷贝构造
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

#include<iostream>
using namespace std;
class Person
{
public:
    Person()
    {
        cout << "Person的默认构造函数调用" << endl;
    }
    Person(int age)
    {
        cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
        m_Age = age;
    }
    Person(const Person& p)
    {
        cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
        m_Age = p.m_Age;
    }
    ~Person()
    {
        cout << "Person的析构函数调用" << endl;
    }
    int m_Age;  
};
//使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个对象
void test01()
{
    Person p1(20);
    Person p2(p1);
    cout << "p2的年龄为" << p2.m_Age << endl;
}
//值传递的方式给函数参数传值
void dowork(Person p)
{

}
void test02()
{
    Person p;
    dowork(p);
}
//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(void)
{
    //test01();
    //test02();
    test03();
    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

```c++
#include
using namespace std;
class Person
{
public:
    Person()
    {
        cout << "Person的默认构造函数调用" << endl;
    }
    Person(int age)
    {
        cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
        m_Age = age;
    }
    Person(const Person& p)
    {
        cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
        m_Age = p.m_Age;
    }
    ~Person()
    {
        cout << "Person的析构函数调用" << endl;
    }
    int m_Age;  
};
//使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个对象
void test01()
{
    Person p1(20);
    Person p2(p1);
    cout << "p2的年龄为" << p2.m_Age << endl;
}
//值传递的方式给函数参数传值
void dowork(Person p)
{

}
void test02()
{
    Person p;
    dowork(p);
}
//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(void)
{
    //test01();
    //test02();
    test03();
    system("pause");
    return 0;
}

构造函数的调用规则

默认情况下，C++编译器至少给一个类添加三个函数

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)
默认拷贝函数构造函数，对属性值拷贝

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

#include
using namespace std;
//构造函数的调用规则
//只要创建一个类，c++编译器会默认给每个类都添加至少3个函数
/*默认构造(空实现)
析构函数(空实现)
拷贝函数*/
class Person
{
public:
    Person()
    {
        cout << "Person的默认构造函数调用" << endl;
    }
    Person(int age)
    {
        m_Age = age;
        cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
    }
    Person(const Person& p)
    {
        m_Age = p.m_Age;
        cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
    }
    ~Person()
    {
        cout << "Person的默认析构函数调用" << endl;
    }
    int m_Age;

};
void test()
{
    Person p;
    p.m_Age = 18;
    Person p2(p);
    cout << "p2的年龄为" << p2.m_Age << endl;
}
//当用户创建了有参构造函数，编译器就不再提供默认无参构造函数，但是会提供默认拷贝构造函数
void test02()
{

}
int main(void)
{
    test02();
    system("pause");
    return 0;

}

总结：

用户提供了有参，编译器不会提供无参，但会提供拷贝；

用户提供了拷贝，编译器什么构造函数都不会提供。

深拷贝与浅拷贝

深浅拷贝是面试的一个经典的问题，也是常见的一个坑。

浅拷贝：简单的赋值拷贝操作。

深拷贝：在堆区中重新申请空间，进行拷贝操作。

浅拷贝带来的问题——内存重复释放。

#include
using namespace std;
//深拷贝与浅拷贝问题
class Person
{
public:
    Person()
    {
        cout << "Person的默认构造函数调用" << endl;
    }
    Person(int age,int height)
    {
        m_Height = new int(height);
        m_Age = age;
        cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
    }
    Person(const Person& p)
    {
        cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
        m_Age = p.m_Age;
        m_Height = p.m_Height;编译器默认实现的就是这行代码

    }
    ~Person()
    {
        //将堆区开辟的数据进行释放
        if (m_Height !=NULL)
        {
            delete m_Height;
            m_Height = NULL;
        }
        cout << "Person的析构构造函数调用" << endl;
    }

    int m_Age;
    int* m_Height;//为什么要用指针——要把身高开辟到堆区
};
void test()
{
    Person p1(18,166);
    cout << p1.m_Age<<"\t" << *p1.m_Height << endl;
    Person p2(p1);
    cout << p2.m_Age<<"\t" <<*p2.m_Height<< endl;
}
int main(void)
{
    test();
    system("pause");
    return 0;

}

在这里插入图片描述

浅拷贝的这个问题需要用深拷贝来解决

重新在堆区找一块内存来存放他。

自己实现拷贝构造函数来解决浅拷贝带来的问题

解决：

深拷贝——手动创建拷贝构造函数。

Person(const Person& p)
{
    cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
    m_Age = p.m_Age;
    //m_Height = p.m_Height;编译器默认实现的就是这行代码
    //深拷贝操作
    m_Height = new int(*p.m_Height);
}

总结：

如果有属性在堆区开辟的，一定要自己提供拷贝构造函数，防止浅拷贝带来的问题。

初识化列表

作用：

C++提供了初始化列表语法，用来初始化对象。

语法：

构造函数()：属性1（值1），属性2（值2）...{}

示例：

#include
using namespace std;
class Person
{
public:
    //传统赋值操作
    /*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(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 test()
{
    //Person p(10,20,30);
    Person p(30,20,10);
    cout << p.m_A << endl;
    cout << p.m_B << endl;
    cout << p.m_C << endl;
}
int main(void)
{
    test();
    system("pause");
    return 0;

}

类对象作为类成员

C++中类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对时，A与B的构造和析构的顺序是怎么样的？

A先被构造

当其他类的对象作为本类的成员时，构造时先构造其他类的对象，再构造自身。

析构呢？与构造函数相反。

自身的析构函数先进行，之后其它类再进行。

#include
#include
using namespace std;
class Phone
{
public:
    Phone(string  p)
    {
        Phonename = p;
        cout << "Phone的构造函数调用" << endl;
    }
    ~Phone()
    {
        cout << "Phone的析构函数调用" << endl;
    }
    string Phonename;
};

class Person
{
public:
    //Phone Personphone = pname 隐式转换法
    Person(string name, string pname):Personname(name), Personphone(pname)
    {
        cout << "Person的构造函数调用" << endl;
    }
    ~Person()
    {
        cout << "Person的析构函数调用" << endl;
    }
    string Personname;
    Phone Personphone;
};
void test()
{
    Person p("张三", "华为"); 
    cout << p.Personname<< endl;
    cout << p.Personphone.Phonename<< endl;
}
int main(void)
{
    test();
    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面加上关键字啊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
- 所有成员共享同一个函数
- 静态成员函数只能访问静态成员变量

#include
using namespace std;
class Person
{
public:
    //静态成员函数
    static void func()
    {
        age = 100;//静态的成员函数可以访问静态的成员变量，不可以访问非静态的成员变量
        //无法区分到底是哪个对象的成员变量
        cout << "static void func调用" << endl;
    }
    static int age;
    //静态成员函数也是有访问权限的
private:
    static void func()
    {

    }
};
void test01()
{
    //两种访问方式
    //通过对象访问
    Person p;
    p.func();
    //通过类名也可以访问
    Person::func();
    //Person::func2();类外访问不到私有的静态成员函数
}
int main(void)
{
    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。

（只有非静态成员变量的大小算进类的大小中，其他的都不算。）

空对象的大小是1，为的是区分不同类在内存中的占用位置。

#include
using namespace std;
//成员变量和成员函数是分开存储的
class Person
{
    int m_A;//非静态成员属于类对象上的。 
    static int m_B;//静态的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 = 10;
void test01()
{
    Person p;
    //空对象占用内存空间为1
    /*C++编译器给每个空对象也分配一个字节的空间，为的是区分空对象在占内存的位置，
    没一个空对象也应该有一个独一无二的内存地址*/
    cout << sizeof(p) << endl;
}
void test02()
{
    Person p;
    cout << sizeof(p) << endl;
}
int main(void)
{
    test01();
    test02();
    system("pause");
    return 0;
}

this指针的概念

通过上一个知识点《成员变量和成员函数是分开存储的》我们知道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公用一块代码。

那么问题是：这一块代码是如何区分是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。

(谁调的，this就指向谁)

this指针是隐含每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

解决名称冲突

*返回对象本身用this**

#include
using namespace std;
class Person
{
public:
    Person(int age)
    {
        //this指针指向的是被调函数的成员函数所属的对象
        //这里指向的就是p
        this->age = age;
    }
    //返回本体要用应用的方式进行返回
    //这里返回值如果是Person，就创建了一个新的对象
    Person& PersonAddPerson(Person &p)
    {
        this->age += p.age;
        return *this;
    }
    int age;//注意起名规范也可以解决名字冲突的问题
};
//解决对象冲突
void test()
{
    Person p(18);
    cout << p.age << endl;
}
//返回对象本身用*this
void test01()
{
    Person p1(10);
    Person p2(10);
    p2.PersonAddPerson(p1);//将p1和p2的加在一起
    //多次追加,return *this;
    //链式编程思想
    p2.PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1);
    cout << p2.age << endl;
}
int main(void)
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

空指针返回成员函数

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，需要加以判断来保证代码的健壮性。

#include
using namespace std;
class Person
{
public:
    void ShowClassName()
    {
        cout << "this is Person class" << endl;
    }
    void ShowPersonAge()
    {

        //提高健壮性，空的就直接返回，防止代码崩溃
        if (this == NULL)
        {
            return;
        }
        //报错原因是因为传入的指针是NULL——无中生有，用一个空指针访问里面的属性 
        cout << this->m_Age << endl;
    }
    int m_Age;
};
void test()
{
    Person* p = NULL;
    p->ShowClassName();
    p->ShowPersonAge();
}
int main(void)
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

const修饰成员函数

常函数：

成员函数后加const后我们称这个函数为常函数
常函数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const称该对象为常对象。
常对象只能调用常函数。

#include
using namespace std;
//常函数
class Person
{
public:
    //this指针的本质是指针常量，指针的指向是不可以修改的
    //就相当于Person *const this;
    //在成员函数后面加const修饰的是this指向，让指针指向的值也不可以修改
    void showPerson() const//加个const就不允许修改了
    {
        this->m_b = 100;
        //this = NULL;tbhis指针是不可以修改指针的指向的
    }
    int m_a;
    mutable int m_b;//加了mutable修饰的特殊变量，即使在常函数,常对象中，也可以修改这个值

    void func()
    {
        m_a = 100;//在普通成员函数中是可以修改的
    }
};
void test()
{
    Person P;
    P.showPerson();
}
//常对象
void test1()
{
    const Person p;//在对象前加const，变为常对象
    //p.m_a = 100;
    p.m_b = 100;
    //常对象只能调用常函数 
    p.showPerson();
    //p.func();常对象不能调用普通成员函数，因为普通成员函数可以修改属性。

}
int main(void)
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

友元

可客厅就是Public，你的卧室就是Private

客厅所有人都可以进去，但是你的卧室只有和你亲密的人可以进。

在程序中，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，就需要用到友元技术。

友元的目的就是让一个函数或者类访问另一个类中的私有元素。

友元的关键字——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

全局函数做友元

就是将此函数在类的最上面写一个声明，前面加一个friend。

#include
#include
using namespace std;
class Building 
{
    //goodgay全局函数是Building类的一个好朋友，可以访问你家的卧室(私有成员)
    friend void goodgay(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 goodgay(Building* building)
{
    cout << "好基友全局函数正在访问你的" << building->m_SittingRoom << endl;

    cout << "好基友全局函数正在访问你的" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test()
{
    Building building;
    goodgay(&building);
}
int main(void)
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

类做友元

一个类在另一个中friend class xx。

#include
#include
using namespace std;
//在前面先声明一下
class Building;

class GoodGay
{
public:
    GoodGay();
public:
    void visit();//参观函数 访问Building中的属性
    Building* building;
};

class Building
{
    //GoodGay是Building类的好朋友，可以访问其私有属性
    friend class GoodGay;
public:
    Building();
public:
    string m_SittingRoom;
private:
    string m_BedRoom;
};
//在类外写成员函数
Building::Building()
{
    m_SittingRoom = "客厅";
    m_BedRoom = "卧室";
}
GoodGay::GoodGay()
{
    //创建一个Building对象
    building = new Building;
}
void GoodGay::visit()
{
    cout << "好基友正在访问你的" << building->m_SittingRoom << endl;
    cout << "好基友正在访问你的" << building->m_BedRoom << endl;
}

void test()
{
    GoodGay gy;
    gy.visit();
}
int main(void)
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

成员函数做友元

告诉编译器另一个类中的xx成员函数作为本类的好朋友，可以访问私有函数。

#include
#include
using namespace std;

class Building;
class GoodGay
{
public:
    GoodGay();
    void visit();//可以访问Building中私有成员
    void visit1();//不可以访问Building中私有成员
    Building* builidng; 
};
class Building
{
    //告诉编译器 GoodGay类中的visit成员函数作为本类的好朋友，可以访问私有函数
    friend void GoodGay::visit();
public:
    Building(); 
public:
    string m_SittingRoom;
private:
    string m_BedRoom;
};

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

GoodGay::GoodGay()
{

    builidng = new Building;
}
void GoodGay::visit()
{
    cout << "visit正在访问" << builidng->m_SittingRoom << endl;
    cout << "visit正在访问" << builidng->m_BedRoom << endl;
}
void GoodGay::visit1()
{
    cout << "visit1正在访问" << builidng->m_SittingRoom << endl;

}
void test()
{
    GoodGay gg;
    gg.visit();
    gg.visit1();
}
int main(void)
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

运算符重载

运算符重载的概念: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。

例如：两个整型相加编译器知道该怎么进行运算，如果是两个自定义出来的类型，两个Person想加，编译器就不知道该怎么运算了。

#include
#include
using namespace std;
//加号运算符重载

class Person
{
public:
    //1.成员函数重载+
    /*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.全局函数重载+
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;
}
//函数函数重载版本
Person operator+(Person& p1, int num)
{
    Person temp;
    temp.m_A = p1.m_A + num;
    temp.m_B = p1.m_B + num;
    return temp;
}
void test01()
{
    Person p1;
    p1.m_A = 10;
    p1.m_B = 10;
    Person p2;
    p2.m_A = 10;
    p2.m_B = 10;
    //成员函数重载本质调用
    //Person p3 = p1.operator+(p2);
    //Person p3 = p1 + p2;//可以简化成这种形式
    //全局函数重载的本质调用
    //Person p3 = operator+(p1,p2);
    /*cout << p3.m_A << endl;
    cout << p3.m_B << endl;*/
    //运算符重载也可以发生函数重载
    Person p3 = p1 + 10;
    cout << p3.m_A << endl;
    cout << p3.m_B << endl;
}
int main(void)
{
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

总结：

对于内置的数据类型的表达式的运算符是不可能改变的
不要滥用运算符重载

左移运算符重载

作用：可以输出自定义的类型

#include
using namespace std;
class Person
{
    friend ostream& operator<<(ostream& cout, Person& p);
public:
    Person(int a, int b)
    {
        m_A = a;
        m_B = b;
    }
    //利用成员函数重载左移运算符p.operator<<(cout)简化版本p<


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。

这里给出不推荐的类内实现重载左移运算符
void operator<<(ostream &cout)
    {
        cout << this->m_A;
        cout << this->m_B;
    }

//使用
p<

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;
//重载递增运算符
class MyInteger
{
    friend ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger myint);
public:
    MyInteger()
    {
        m_Num = 0;
    }
    //重载++运算符——前置
    //返回引用是为了一直对一个数据进行递增操作
    MyInteger& operator++()
    {
        ++m_Num;
        return *this;
    }
    //重载++运算符——后置
    MyInteger operator++(int)//这个int在这里作为占位参数，用来区分前置递增和后置递增
    {
        MyInteger temp = *this;
        m_Num++;
        return temp;
        //后置递增要返回值，因为如果返回引用，这里相当于返回的是一个局部对象的引用。
        //局部对象在当前函数执行完毕之后就被释放掉了，还要返回引用就是非法操作。
    }
private:
    int m_Num;
};
//全局函数重载左移运算符
ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger myint)
{
    cout << myint.m_Num << endl;
    return cout;
 }
void test()
{
    MyInteger myint;
    cout << ++(++myint);
    cout <

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(前三个之前已经讲过了)

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。
#include
using namespace std;
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)
    {
        //编译器默认提供的是浅拷贝操作
        //m_Age = p.m_Age;
        //应该先判断是否有属性在堆区，如果有先释放干净，然后再深拷贝。
        if (m_Age != NULL)
        {
            delete m_Age;
            m_Age = NULL;
        }
        //深拷贝操作
        m_Age = new int(*p.m_Age);
        return *this;
    }
    int *m_Age;
};
void test1()
{
    Person p1(18);
    Person p2(20);
    Person p3(30);
    p3 = p2 = p1;
    cout << *(p1.m_Age) << endl;
    cout << *(p2.m_Age) << endl;
    cout << *(p3.m_Age) << endl;
}
int main(void)
{
    test1();
    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
#include
#include
using namespace std;
class Person
{
public:
    //重载==
    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;
        }
    }
    Person(string name, int age)
    {
        m_Name = name;
        m_Age = age;
    }
    string m_Name;
    int m_Age;
};
void test()
{
    Person p1("张三", 20);
    Person p2("张三", 20);
    if (p1 == p2)
    {
        cout << "p1和p2是相等的" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "p1和p2是不相等的" << endl;
    }
    if (p1 != p2)
    {
        cout << "p1和p2是不相等的" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "p1和p2是相等的" << endl;
    }
}
int main(void)
{
    test();
    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

#include
#include
using namespace std;
//函数调用运算符重载
class MyPrint
{
public:
    //重载函数调用运算符
    void operator()(string text)
    {
        cout << text << endl;
    }

};
class MyAdd
{
public:
    int operator()(int a, int b)
    {
        return a + b;
    }
};
void test()
{
    MyPrint myprint;
    myprint("hello world");
    MyAdd myadd;
    cout << myadd(1, 2) << endl;
    //匿名函数对象——特点:当前行被执行完立即释放
    cout << MyAdd()(100,100) << endl;
}
int main(void)
{
    test();
    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，定义这些类的时候，下级别的成员除了拥有上一级的共性，还有自己的特性。
这时候我们就可以考虑利用继承的技术，减少重复代码量。
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。
接下里我们分别利用普通写法和继承写法来实现网页中的内容，看一下继承存在的意义以及好处。
普通实现：
#include
#include
using namespace std;

//普通实现页面

//java页面
class Java
{
public:
    void header()
    {
        cout << "首页、登录注册" << endl;
    }
    void footer()
    {
        cout << "帮助中心、交流合作" << endl;
    }
    void left()
    {
        cout << "java、python、c++" << endl;

    }
    void contenet()
    {
        cout << "java学科视频" << endl;
    }
};
class Python
{
public:
    void header()
    {
        cout << "首页、登录注册" << endl;
    }
    void footer()
    {
        cout << "帮助中心、交流合作" << endl;
    }
    void left()
    {
        cout << "java、python、c++" << endl;

    }
    void contenet()
    {
        cout << "python学科视频" << endl;
    }
};
class Cpp
{
public:
    void header()
    {
        cout << "首页、登录注册" << endl;
    }
    void footer()
    {
        cout << "帮助中心、交流合作" << endl;
    }
    void left()
    {
        cout << "java、python、c++" << endl;

    }
    void contenet()
    {
        cout << "c++学科视频" << endl;
    }
};
void test()
{
    cout << "java" << endl;
    Java java;
    java.header();
    java.footer();
    java.left();
    java.contenet();

    cout << endl;

    cout << "python" << endl;
    Python python;
    python.header();
    python.footer();
    python.left();
    python.contenet();

    cout << endl;

    cout << "cpp" << endl;
    Cpp cpp;
    cpp.header();
    cpp.footer();
    cpp.left();
    cpp.contenet();
}
int main(void)
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

继承方法实现
#include
#include
using namespace std;

//公共页面
class BasePage
{
public:
    void header()
    {
        cout << "首页、登录注册" << endl;
    }
    void footer()
    {
        cout << "帮助中心、交流合作" << endl;
    }
    void left()
    {
        cout << "java、python、c++" << endl;

    }
};
//普通实现页面

//java页面
class Java : public BasePage
{
public:
    void contenet()
    {
        cout << "java学科视频" << endl;
    }
};
class Python : public BasePage
{
public:
    void contenet()
    {
        cout << "python学科视频" << endl;
    }
};
class Cpp : public BasePage
{
public:

    void contenet()
    {
        cout << "c++学科视频" << endl;
    }
};
void test()
{
    cout << "java" << endl;
    Java java;
    java.header();
    java.footer();
    java.left();
    java.contenet();

    cout << endl;

    cout << "python" << endl;
    Python python;
    python.header();
    python.footer();
    python.left();
    python.contenet();

    cout << endl;

    cout << "cpp" << endl;
    Cpp cpp;
    cpp.header();
    cpp.footer();
    cpp.left();
    cpp.contenet();
}
int main(void)
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

总结：
继承的好处：减少重复代码
语法：class 子类:继承方式 父类
子类也称派生类
父类也称基类
派生类中的成员，包含量大部分
一类是从基类继承过来的，一类是自己增加的成员。
从基类继承过来的表现其共性，而新增加的成员体现其个性。
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


#include
using namespace std;

//公共继承
class Base1
{
public:
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C;
};

class Son1 :public Base1
{
public:
    void func()
    {
        m_A = 10;//父类中的公共权限成员，到了子类中依然是公共权限
        m_B = 20;//父类中的保护权限成员，到了子类中依然是保护权限
        //m_C = 10;父类中的隐私权限成员，子类访问不到
    }
};
void test01()
{
    Son1 son1;
    son1.m_A = 100;
    //son1.m_B = 100;保护权限的内容到了类外就无法访问了
};
//保护继承
class Base2
{
public:
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C;
};
class Son2 :protected Base2
{
    void func()
    {
        m_A = 100;//父类中公共权限的成员，因为是保护继承，到子类中变为保护权限
        m_B = 100;//父类中保护权限的成员，保护继承后到了子类还是保护权限。
        //m_C = 100;父类中的私有成员子类访问不到
    }
};
void test02()
{
    Son2 son2;
    //保护权限类外访问不到，所以在son2中m_A也访问不到了
}
//私有继承
class Base3
{
public:
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C;
};
class Son3:private Base3
{
    void func()
    {
        m_A = 100;//父类中公共成员，私有继承后，到了子类变为私有成员
        m_B = 100;//父类中保护成员，私有继承后，到了子类变为私有成员
        //m_C = 100;父类的私有权限成员仍然访问不到
    }
};
void test03()
{
    Son3 son3;
    //私有成员类外访问不到
}
//验证Son3私有继承后成员是否变成了私有属性
class GrandSon3 :public Son3
{
    void func()
    {
        //访问不到父类的私有成员
        //到了Son3中m_A,m_B,m_C全是私有成员，子类无法访问
    }
};
int main(void)
{

    system("pause");
    return 0;
}

继承中的对象模型
问题：从父类继承过来的对象，哪些属于子类对象？
父类中所有的非静态成员属性都会被子类继承下去。
父类中私有的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
#include
using namespace std;
//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()
{
    //父类中所有的非静态成员属性都会被子类继承下去
    //父类中私有的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
    cout << "sizeof of son:" << sizeof(Son) << endl;//结果是16 = 12 + 4
}
int main(void)
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

利用VS的开发人员命令提示工具查看对象模型


打开工具
跳转到你cpp文件所在的盘
cd文件目录下
输入命令：cd /d1 reportSingleClassLayout类名 文件名


继承中构造和析构的顺序
子类继承父类后，当创建子类时，也会调用父类的构造函数。
问题：父类和子类的构造函数和析构顺序怎么样的呢？
先构造父类，再构造子类
先析构子类，再析构父类
创建子类对象的同时也会创建一个父类对象。
#include
using namespace std;
class Base
{
public:
    Base()
    {
        cout << "父类的构造函数" << endl;
    }
    ~Base()
    {
        cout << "父类的析构函数" << endl;
    }
};
class Son:public Base 
{
public:
    Son()
    {
        cout << "子类的构造函数" << endl;
    }
    ~Son()
    {
        cout << "子类的析构函数" << endl;
    }
};
void test01()
{
    Son son;
}
int main(void)
{
    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

#include
using namespace std;
class Base
{
public:
    Base()
    {
        m_A = 100;
    }
    void func()
    {
        cout << "父类同名成员函数调用" << endl;
    }
    void func(int a)
    {
        cout << "父类同名重载成员函数调用" << endl;
    }
    int m_A;
};
class Son:public Base 
{
public:
    Son()
    {
        m_A = 200;
    }
    void func()
    {
        cout << "子类同名成员函数调用" << endl;
    }
    int m_A;
};
//同名成员属性处理方式
void test01()
{
    Son son;
    cout <

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是如何进行访问的呢？
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

#include
using namespace std;
class Base
{
public:
    static void func()
    {
        cout << "父类静态成员函数调用" << endl;
    }
    static void func(int a)
    {
        cout << "父类静态成员重载函数调用" << endl;
    }
    static int m_A;
};
int Base::m_A = 100;
class Son :public Base
{
public:
    static void func()
    {
        cout << "子类静态成员函数调用" << endl;
    }
    static int m_A;
};
int Son::m_A = 200;
//同名静态成员
void test()
{
    //通过对象访问
    Son son1;
    cout << "通过对象访问" << endl;
    cout << son1.m_A << endl;
    cout << son1.Base::m_A << endl;
    //通过类名访问
    cout << "通过类名访问" << endl;
    cout << Son::m_A << endl;
    //第一个::代表通过类名方式访问，第二个::代表访问父类作用域下
    cout << Son::Base::m_A << endl;
}
//同名静态函数
void test01()
{
    //通过对象访问
    Son son2;
    cout << "通过对象访问" << endl;
    son2.func();
    son2.Base::func();  
    //通过类名访问
    cout << "通过类名访问" << endl;
    Son::func();
    Son::Base::func();

    //父类同名重载成员函数调用
    //子类出现和父类同名的静态成员函数，也会隐藏掉父类中所有同名成员函数(重载)
    //如果想访问父类中被隐藏的同名成员，需要加作用域
    Son::Base::func(100);
}
int main(void)
{
    test();
    cout << "我是分割线------" << endl;
    test01();
    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++实际开发中不建议使用多继承
 #include
using namespace std;
//多继承语法
class Base1
{
public:
    Base1()
    {
        m_A = 100;
    }
    int m_A;
};
class Base2
{
public:
    Base2()
    {
        m_A = 200;
    }
    int m_A;
};
//子类需要继承base1和base2
class Son:public Base1,public Base2
{
public:
    Son()
    {
        m_C = 300;
        m_D = 400;
    }
    int m_C;
    int m_D;
};
void test01()
{   
    Son son1;
    cout << sizeof(son1) << endl;//16
    cout << "第一个父类的m_A:" << son1.Base1::m_A<

总结：多继承中如果父类中出现了同名情况，子类使用时要加作用域。
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这两个派生类，这种继承称为菱形继承，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。

vbptr——虚基类
继承了两个指针，两个指针通过偏移量找到了唯一的数据。

#include
using namespace std;
class Animal
{
public:
    int m_Age;
};
//利用虚继承可以解决菱形继承问题
//在继承之前加上关键字virtual变为虚继承
// Animal类称为虚基类
//羊
class Sheep:virtual public Animal
{

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

};
//羊驼
class SheepTuo :public Sheep,public Tuo
{

};
void test01()
{
    SheepTuo st;
    st.Sheep::m_Age = 18;
    st.Tuo::m_Age = 28;
    //当菱形继承，当两个父类拥有相同的数据，需要加作用域来区分
    cout << st.Sheep::m_Age << endl;
    cout << st.Tuo::m_Age << endl;
    cout << st.m_Age << endl;
    //这份数据我们知道，只有一份就可以了，菱形继承导致数据有两份，资源浪费
}
int main(void)
{
    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——virtual

多态
多态是C++面向对象三大特性之一
多条的基本概念
多态分为两种

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的区别

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

#include
using namespace std;
class Animal
{
public:
    //加上virtual变成虚函数,实现地址晚绑定
    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;
    }
};
//执行说话的函数
//地址早绑定，在编译阶段就确定函数地址
//如果想让猫说话，那么这个函数的地址就不能提前绑定，需要在运行阶段进行绑定

//动态多条满足条件
/*
1.有继承关系
2.子类重写父类的虚函数
*/
//重写要求:函数返回值类型 函数名 参数列表 完全相同 
//动态多态的使用
/*
父类的指针或者引用 指向子类的对象//Animal &animal = cat;
*/

void doSpeak(Animal &animal)//Animal &animal = cat;
{
    animal.speak();
}
void test01()
{
    Cat cat;
    doSpeak(cat);
    Dog dog;
    doSpeak(dog);
}
int main(void)
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

总结：
多态满足条件

有继承关关系
子类重写父类中的虚函数

多态的使用条件

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
多态的原理剖析
虚函数(表)指针
vfptr
    v - virtual
    f - functio n
    prt - pointer

虚函数表
表内记录一个虚函数的地址
vftable
    v - virtual
    f - functio n

当子类重写父类的虚函数后，子类中的虚函数表内部会替换成子类的虚函数地址。


Cat子类重写前

重写后

多态案例1——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

代码实现:
普通方法
#include
#include
using namespace std;
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，需要修改原码
        //在真实的开发中，实行开闭原则，对扩展进行开放，对修改进行关闭
    }
    int m_Num1;
    int m_Num2;
};
void test()
{
    Calculator c;
    c.m_Num1 = 10;
    c.m_Num2 = 10;
    cout << c.m_Num1 << "+" << c.m_Num2 << "=" << c.getResult("+") << endl;
}
int main(void)
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

多态方法
#include
#include
using namespace std;

//利用多态实现计算器
//实现计算器抽象类
class AbstractCalculator
{
public:
    virtual int getResult()
    {

        return 0;
    }
    int m_Num1;
    int m_Num2;
};
//加法计算器类
class AddCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
    int getResult()
    {
        return m_Num1 + m_Num2;
    }
};
//减法计算器类
class SubCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
    int getResult()
    {
        return m_Num1 - m_Num2;
    }
};
//乘法计算器类
class MulCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
    int getResult()
    {
        return m_Num1 * m_Num2;
    }
};
void test()
{
    //多态使用条件
    //父类指针或者引用指向子类对象
    //加法
    AbstractCalculator* abc = new AddCalculator;//父类指针指向子类对象
    abc->m_Num1 = 10;
    abc->m_Num2 = 10;
    cout << abc->m_Num1 << "+" << abc->m_Num2 << "=" << abc->getResult() << endl;
    //堆区数据，手动开辟手动释放
    delete abc;//堆区的数据被销毁了，但是指针的类型没有变
    // 减法
    abc = new SubCalculator;
    abc->m_Num1 = 10;
    abc->m_Num2 = 10;
    cout << abc->m_Num1 << "-" << abc->m_Num2 << "=" << abc->getResult() << endl;
    delete abc;
}
int main(void)
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

多态带来的好处

组织结构清晰，哪出错了马上定位到。
可读性强
对于前期和后期扩展以及维护性高

总结：C++开发提倡利用多态设计程序框架，因为多态优点很多。
纯虚函数和抽象类
在多态中，通常父类汇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

#include
using namespace std;
//纯虚函数和抽象类
class Base
{
public:
    //只要有一个纯虚函数,这个类称为抽象类
    //特点;无法实例化对象
    virtual void func() = 0;//注意:不要忘掉virtual!
    //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
};
class Son :public Base
{
public:
    void func()
    {
        cout << "func函数调用" << endl;
    }
};
void test()
{
    //Base b1; 抽象类无法实例化对象
    Son s1;//子类重写父类的虚函数，否则无法实例化对象
    Base* abc = new Son;
    abc->func();
}
int main(void)
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

多态案例2——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水。
 #include
using namespace std;
//多态案例-制作饮品
class AbstractDrinking
{
public:
    //煮水
    virtual void Boil() = 0;
    //冲泡 
    virtual void Brew() = 0;
    //倒入杯中
    virtual void Pour() = 0;    
    //加入辅料
    virtual void PutSomething() = 0;
    //制作饮品
    void makeDrink()
    {
        Boil();
        Brew();
        Pour();
        PutSomething();
    }
};
//制作咖啡
class Coffee :public AbstractDrinking
{
public:
    //煮水
    virtual void Boil()
    {
        cout << "把水煮开" << endl;
    }
    //冲泡 
    virtual void Brew()
    {
        cout << "冲泡咖啡" << endl;
    }
    //倒入杯中
    virtual void Pour()
    {
        cout << "倒入杯中" << endl;
    }
    //加入辅料
    virtual void PutSomething()
    {
        cout << "加入糖和牛奶" << endl;
    }
};
//制作茶水
class Tea :public AbstractDrinking
{
public:
    //煮水
    virtual void Boil()
    {
        cout << "把矿泉水煮开" << endl;
    }
    //冲泡 
    virtual void Brew()
    {
        cout << "冲泡茶叶" << endl;
    }
    //倒入杯中
    virtual void Pour()
    {
        cout << "倒入杯中" << endl;
    }
    //加入辅料
    virtual void PutSomething()
    { 
        cout << "加入柠檬" << endl;
    }
};
//制作函数
void DoWork(AbstractDrinking* abs)//父类指针指向子类对象AbstractDrinking* abs = new Coffee;
{
    abs->makeDrink();
    delete abs;//手动释放
    //堆区的数据被销毁了但是指针的类型没变
}
//制作
void test()
{
    DoWork(new Coffee);
    cout << "------我是分割线------" << endl;
    DoWork(new Tea);
}
int main(void)
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

虚析构和纯虚析构
多态使用的时候，如果子类中有属性开辟到堆区，那么父类指针在释放的时无法调用到子类的析构代码
解决方法: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，
都需要有具体的含函数实现

虚析构和纯虚构的区别：

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;//声明
类名::~类名(){}
#include
#include
using namespace std;
//虚析构和纯虚析构
class Animal
{
public:
    Animal()
    {
        cout << "Animal的构造函数调用" << endl;
    }
    //利用虚析构可以解决父类指针释放对象时不干净的问题
    /*virtual ~Animal()
    {
        cout << "Animal的析构函数调用" << endl;
    }*/
    //纯虚析构,需要声明也需要实现
    //有了纯虚析构之后，这个类也属于抽象类，无法实例化对象    
    virtual ~Animal() = 0;
    //纯虚函数，不需要实现
    virtual void speak() = 0;
};
//纯虚析构函数
Animal::~Animal()
{
    cout << "Animal纯析构函数调用" << endl;
}
class Cat :public Animal
{
public:
    Cat(string name)
    {
        m_Name = new string(name);
    }
    virtual void speak()
    {
        cout << "Cat的构造函数调用" << endl;
        cout << *m_Name << "小猫在说话" << endl;
    }
    ~Cat()
    {
        if (m_Name != NULL)
        {
            cout << "Cat的析构函数调用" << endl;
            delete m_Name;
            m_Name = NULL;
        }
    }
    string* m_Name;
};
void test01()
{
    Animal* animal = new Cat("Tom");
    animal->speak();
    /*
    父类的指针在析构的时候，不会调用子类中的析构函数，
    导致子类如果有堆区属性，会出现内存的泄漏情况。
    解决:将父类的析构函数改为虚析构
    */
    delete animal;
}
int main(void)
{
    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问题
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3——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;
//抽象不同零件类
//抽象cpu
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;
    }
    //提供一个工作的函数
    void work()
    {
        //让零件工作起来，调用他的接口
        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;
        }
        //释放内存条零件指针
        if (m_mem != NULL)
        {
            delete m_mem;
            m_mem = NULL;
        }
    }
private:
    CPU* m_cpu;//CPU零件指针
    VideoCard* m_vc;//显卡零件指针
    Memory* m_mem;//内存条零件指针
};
//具体的厂商
//Intel
class IntelCPU :public CPU
{
public:
    virtual  void calculate()
    {
        cout<<"Intel的CPU开始计算了"<work();
    delete computer1;
    cout << "------我是分割线------" << endl;
    //组装第二台电脑
    Computer* computer2 = new Computer(new LenovoCPU, new LenovoVideoCard, new LenovoMemory);
    computer2->work();
    delete computer2;
    cout << "------我是分割线------" << endl;
    //组装第三台电脑
    Computer* computer3 = new Computer(new LenovoCPU,new IntelVideoCard,new LenovoMemory);
    computer3->work();
    delete computer3;
}
int main(void)
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

文件操作
程序运行时，产生的数据都属于临时数据，程序一旦运行结束就会被释放。
通过文件可以将数据持久化。
C++中对文件进行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他们

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

包含头文件——#include< fstream>
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:



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
#include
#include
using namespace std;
//文本文件写文件
void test01()
{
    //1.包含头文件
    //2.创建流对象
    ofstream ofs;
    //3.指定打开方式
    ofs.open("test.txt", ios::out);//如果不指定文件路径，默认和你项目的文件路径一样
    //4.写内容
    ofs << "姓名:张三" << endl;
    ofs << "性别:男" << endl;
    ofs << "年龄:18" << endl;
    //5.关闭文件
    ofs.close();
}
int main(void)
{
    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
读文件操作与写文件步骤相似，但是读取方式比较多
读文件操作步骤如下

包含头文件——#include< fstream>
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();

#include
#include
#include
using namespace std;
void test01()
{
    //1.包含头文件
    //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 << "文件打开失败了" << 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-不推荐
    char c;
    while ((c = ifs.get()) != EOF)//EOF——end of file
    {
        cout << c;
    }
    ifs.close();
}
int main(void)
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

总结

读文件可以利用ifsteam,或者fstream类
利用is_open函数可以判断是否打开成功
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
打开方式主要为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& wirte(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
#include
using namespace std;
//二进制写文件
class Person
{
public:
    char m_Name[64];
    int m_Age;
};
void test01()
{
    //1.包含头文件
    //2.创建头文件
    ofstream ofs("person.txt", ios::out | ios::binary);
    //3.打开文件
    //ofs.open("person.txt",ios::out | ios::binary);
    //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(void)
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

总结:

文件输出流对象，可以通过write函数，以二进制的方式写数据

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
#include
#include
using namespace std;
//二进制读文件
class Person
{
public:
    char m_Name[64];
    int m_Age;
};
void test01()
{
    //1.包含头文件
    //2.创建流对象
    ifstream ifs;
    //3.打开文件&判读文件是否打开成功
    ifs.open("person.txt", ios::in | ios::binary);
    if (!(ifs.is_open()))
    {
        cout<<"打开失败"<

总结:
文件输入流对象，可以通过read函数，以二进制的方式读数据。