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这是黑马程序员c++视频教程的笔记。
前面介绍了C++的基础知识，，下面的内容为C++中最重要的知识，主要涉及类和对象。

目录

C++核心编程

本阶段主要针对C++面向对象编程技术做详细讲解，探讨C++中的核心和精髓。

1 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

1.1 程序运行前

​ 在程序编译后，生成了exe可执行程序，未执行该程序前分为两个区域

​ 代码区：

​ 存放 CPU 执行的机器指令

​ 代码区是共享的，共享的目的是对于频繁被执行的程序，只需要在内存中有一份代码即可

​ 代码区是只读的，使其只读的原因是防止程序意外地修改了它的指令

​ 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

1.2 程序运行后

​ 栈区：

​ 由编译器自动分配释放, 存放函数的参数值,局部变量等

​ 注意事项：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

1.3 new操作符

​ C++中利用new操作符在堆区开辟数据

​ 堆区开辟的数据，由程序员手动开辟，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;}

2 引用

2.1 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;}

2.2 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;}

2.3 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

2.4 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;}

​

2.5 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

2.6 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;}

3 函数提高

3.1 函数默认参数

在C++中，函数的形参列表中的形参是可以有默认值的。

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;}

3.2 函数占位参数

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

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

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;}

3.3 函数重载

3.3.1 函数重载概述

**作用：**函数名可以相同，提高复用性

函数重载满足条件：

• 同一个作用域下
• 函数名称相同
• 函数参数类型不同 或者 个数不同 或者 顺序不同

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;}

3.3.2 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;}

4 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

4.1 封装

4.1.1 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：

1. public 公共权限
2. protected 保护权限
3. 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;}

4.1.2 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;}

4.1.3 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。

4.2 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。

4.2.1 构造函数和析构函数

对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题

​ 一个对象或者变量没有初始状态，对其使用后果是未知

​ 同样的使用完一个对象或变量，没有及时清理，也会造成一定的安全问题

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(){}

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

析构函数语法： ~类名(){}

1. 析构函数，没有返回值也不写void
2. 函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~
3. 析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载
4. 程序在对象销毁前会自动调用析构，无须手动调用,而且只会调用一次

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;}

4.2.2 构造函数的分类及调用

两种分类方式：

​ 按参数分为： 有参构造和无参构造

​ 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 (p4);}int main() {   	test01();	//test02();	system("pause");	return 0;}

4.2.3 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;}

4.2.4 构造函数调用规则

默认情况下，c++编译器至少给一个类添加3个函数

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;}

4.2.5 深拷贝与浅拷贝

深浅拷贝是面试经典问题，也是常见的一个坑

浅拷贝：简单的赋值拷贝操作

深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

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 = p.height //这个是编译器默认完成的浅拷贝		m_height = new int(*p.m_height); // 拷贝的时候，在堆区新开辟一个内存空间			}	//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

4.2.6 初始化列表

作用：

C++提供了初始化列表语法，用来初始化属性

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;}

4.2.7 类对象作为类成员

C++类中的成员可以是另一个类的对象，我们称该成员为 对象成员

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;}

4.2.8 静态成员

静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static，称为静态成员

静态成员分为：

• 静态成员变量
  • 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;}

4.3 C++对象模型和this指针

4.3.1 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;}

4.3.2 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;}

4.3.3 空指针访问成员函数

C++中空指针也是可以调用成员函数的，但是也要注意有没有用到this指针

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;}

4.3.4 const修饰成员函数

常函数：

• 成员函数后加const后我们称为这个函数为常函数
• 常函数内不可以修改成员属性
• 成员属性声明时加关键字mutable后，在常函数中依然可以修改

常对象：

• 声明对象前加const称该对象为常对象
• 常对象只能调用常函数

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;}

4.4 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

4.4.1 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;}

4.4.2 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;}

4.4.3 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;}

4.5 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

4.5.1 加号运算符重载

作用：实现两个自定义数据类型相加的运算

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

4.5.2 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

4.5.3 递增运算符重载

作用： 通过重载递增运算符，实现自己的整型数据

class MyInteger {   	friend ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint);public:	MyInteger() {   		m_Num = 0;	}	//前置++    //这里有个疑问是：只有一个参数的运算符要重载时，括号里没参数，就会默认为是前置，，我觉得是这样！！！	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

4.5.4 赋值运算符重载

c++编译器至少给一个类添加4个函数

1. 默认构造函数(无参，函数体为空)
2. 默认析构函数(无参，函数体为空)
3. 默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝
4. 赋值运算符 operator=, 对属性进行值拷贝

如果类中有属性指向堆区，做赋值操作时也会出现深浅拷贝问题

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;}

4.5.5 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;}

4.5.6 函数调用运算符重载

• 函数调用运算符 () 也可以重载
• 由于重载后使用的方式非常像函数的调用，因此称为仿函数
• 仿函数没有固定写法，非常灵活

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;}

4.6 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

4.6.1 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。

4.6.2 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;	}};

4.6.3 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

4.6.4 继承中构造和析构顺序

子类继承父类后，当创建子类对象，也会调用父类的构造函数

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

4.6.5 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：

1. 子类对象可以直接访问到子类中同名成员
2. 子类对象加作用域可以访问到父类同名成员
3. 当子类与父类拥有同名的成员函数，子类会隐藏父类中同名成员函数，加作用域可以访问到父类中同名函数

4.6.6 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）

4.6.7 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

4.6.8 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：

1. 羊继承了动物的数据，驼同样继承了动物的数据，当草泥马使用数据时，就会产生二义性。

2. 草泥马继承自动物的数据继承了两份，其实我们应该清楚，这份数据我们只需要一份就可以。

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

4.7 多态

4.7.1 多态的基本概念

多态性是对象多种表现形式的体现。

现实中，比如我们按下 F1 键这个动作：

• 如果当前在 Flash 界面下弹出的就是 AS 3 的帮助文档；
• 如果当前在 Word 下弹出的就是 Word 帮助；
• 在 Windows 下弹出的就是 Windows 帮助和支持。

多态就是：同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果。

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

4.7.2 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

4.7.3 纯虚函数和抽象类

在多态中，通常父类中虚函数的实现是毫无意义的，主要都是调用子类重写的内容

因此可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;}

4.7.4 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;}

4.7.5 虚析构和纯虚析构

多态使用时，如果子类中有属性开辟到堆区，那么父类指针在释放时无法调用到子类的析构代码

解决方式：将父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构

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：

​ 1. 虚析构或纯虚析构就是用来解决通过父类指针释放子类对象

​ 2. 如果子类中没有堆区数据，可以不写为虚析构或纯虚析构

​ 3. 拥有纯虚析构函数的类也属于抽象类

4.7.6 多态案例三-电脑组装

案例描述：

电脑主要组成部件为 CPU（用于计算），显卡（用于显示），内存条（用于存储）

将每个零件封装出抽象基类，并且提供不同的厂商生产不同的零件，例如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

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;}

5 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：

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

操作文件的三大类:

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

5.1文本文件

5.1.1写文件

写文件步骤如下：

1. 包含头文件

   #include <fstream>

2. 创建流对象

   ofstream ofs;

3. 打开文件

   ofs.open(“文件路径”,打开方式);

4. 写数据

   ofs << “写入的数据”;

5. 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

5.1.2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：

1. 包含头文件

   #include <fstream>

2. 创建流对象

   ifstream ifs;

3. 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);

4. 读数据

   四种方式读取

5. 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;	//}	    //第四种	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

5.2 二进制文件

以二进制的方式对文件进行读写操作

打开方式要指定为 ios::binary

5.2.1 写文件

二进制方式写文件主要利用流对象调用成员函数write

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

参数解释：字符指针buffer指向内存中一段存储空间。len是读写的字节数

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));  //(const char *)是强制转换成字符常量指针类型	//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

5.2.2 读文件

二进制方式读文件主要利用流对象调用成员函数read

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

参数解释：字符指针buffer指向内存中一段存储空间。len是读写的字节数

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