面对对象编程技术

内存分区模型

C++程序在执行时，将内存大方向划分为四个区

• 代码区：存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理
• 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：有程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束时有操作系统回收

内存四区意义：
不同区域存放的数据，赋予不同的生命周期，给我们更大的灵活编程

程序运行前

在程序编译后，生成了exe可执行程序，未执行该程序前分为两个区
代码区：

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

全局区：
全局区存放：

• 全局变量
• 静态变量
• 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

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
//全局变量
int g_a = 10;//不再main函数内就是全局变量
int g_b = 10;
//const修饰的全局变量,全局常量
const int c_g_a = 10;
const int c_g_b = 10;
int main()
{
    //全局区
    //全局变量，静态变量，常量
    //创建普通局部变量
    int a = 10;//main函数中创建的变量就是局部变量，不存放在全局区中
    int b = 10;
    //不在全局区
    cout << "局部变量a的地址：" << (int)&a << endl;
    cout << "局部变量b的地址：" << (int)&b <<endl;
    cout <<endl;
    //main函数是外全局变量输出
    cout << "全局变量g_a的地址：" << (int)&g_a << endl;
    cout << "全局变量g_b的地址：" << (int)&g_b << endl;
    cout << endl;
    //静态变量；普通变量前面加static就是静态变量，静态变量在全局区
    static int s_a = 10;
    static int s_b = 10;
    //在全局区
    cout << "静态变量s_a的地址：" << (int)&s_a << endl;
    cout << "静态变量s_b的地址：" << (int)&s_b << endl;
    cout <<endl;
    //常量
    //字符串常量
    //在全局区
    cout << "字符串常量的地址：" << (int)&"hello world" << endl;
    cout << endl;
    //const修饰的常量
    //const修饰的全局变量
    cout << "const修饰的全局变量c_g_a的地址：" << (int)&c_g_a << endl;
    cout << "const修饰的全局变量c_g_b的地址：" << (int)&c_g_b << endl;
    cout << endl;
    //局部常量
    //const修饰的局部变量
    const int c_l_a = 10;
    const int c_l_b = 10;
    //不再全局区
    cout << "const修饰的局部变量c_l_a的地址：" << (int)&c_l_a << endl;
    cout << "const修饰的局部变量c_l_b的地址：" << (int)&c_l_b << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

总结：
C++程序运行前分为代码区和全局区
代码区的特点是共享和只读
全局区中存放全局变量、静态变量。常量
常量区中存放字符串常量和const修饰的全局常量

程序运行后

栈区：
由编译器自动分配释放，存放函数的参数值（形参）、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

#include <iostream>
using namespace std;
//栈区数据注意事项：不要返回局部变量的地址
//栈区的数据由编译器管理
int* func(int b)//形参也会放在栈区
{
    b = 100;
    int a = 10;//局部变量；存放在栈区，栈区数据在函数执行完后自行释放
    return &a;//返回局部变量地址：因为系统执行完后清理了，返回值失效
}
int main()
{
    //接收func函数的返回值
    int * p = func(1);
    cout << *p << endl;//第一次可以打印正确数字，是编译器做了保留
    cout << *p << endl;//第二次就不保留
    system("pause");
    return 0;
}

堆区：
由程序员分配释放，若程序员不释放，系统结束时由操作系统回收
C++中主要用new在堆区开辟内存

#include <iostream>
using namespace std;

//栈区数据注意事项：不要返回局部变量的地址
int* func()
{
    //利用new关键字，可以将数组开辟到堆区
    //指针本质也是局部变量，放在栈上，指针保存的的数据是放在堆区
    int* p = new int(10);//因为new返回的是一个地址，所以用指针接收
    return p;
}

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

    cout << *p << endl;
    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
堆区数据用new关键字进行开辟内存

new操作符

C++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，来释放利用操作符delete
语法：new 数据类型（值）/ [数组元素个数]
释放堆区数据：delete p / delete[]arr
利用new创建的数据，会返回该数据对应的类型的指针
示例：

#include <iostream>
using namespace std;

//1.new的基本语法
int* func()//函数返回值时一个指针，所以要用指针类型来接收函数
{
    //在堆区创建一个整型数据
    //new返回的是该数据类型的指针,所以用指针接收
    int* p = new int(10);//double* p = new double(3.14)
    return p;
}
void test01()
{
    int* p = func();
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;
    //堆区的数据，由程序员管理开辟和释放
    //释放堆区的数据，用关键字delete
    delete p;

    //cout << *p << endl;//会报错，因为    已经释放了内存，再访问就是非法操作
}

//2.在堆区利用new开辟数组
void test02()
{
    //创建10个整型数据的数组，在堆区
    int* arr = new int[10];//10代表数组有10个元素

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        arr[i] = i + 100;//给10个元素赋值 100~109
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout << arr[i] << endl;
    }

    //释放堆区数组
    //释放数组的时候，要加[]才可以
    delete[]arr;
}

int main()
{
    test01();

    test02();

    system("pause");
    return 0;
}

引用

引用的基本使用

作用：给变量起别名
语法：数据类型 &别名 = 原名
示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    //引用基本语法
    //数据类型 &别名 = 原名

    int a = 10;
    //创建引用
    int& b = a;

    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;

    b = 100;

    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

引用注意事项

引用必须要初始化
引用再初始化后，不可以改变指针指向
示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 10;

    //1.引用必须初始化
    //int &b;//错误
    int& b = a;//正确

    //2.引用在初始化后，不可以改变
    int c = 20;
    int* p = &c;//用*p获取c的地址

    b = c;//这是赋值操作，不是更改引用；可以理解为这是改值不是改指针,所以是正确的
    //b = p;//报错，因为这步是改变地址，引用无法改变地址

    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
    cout << "c = " << c << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

引用做函数参数

作用：函数传参时，可以利用引用计数让形参修饰实参
优点：可以简化指针修改实参
示例：

#include <iostream>
using namespace std;

//交换函数
//1、值传递：形参不能修饰实参
void myswap01(int a, int b)
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;

    cout << "swap01 a = " << a << endl;//20
    cout << "swap01 b = " << b << endl;//10
}

//2、地址传递：形参可以修饰实参
void myswap02(int* a, int* b)
{
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;

    cout << "swap02 a = " << *a << endl;//20
    cout << "swap02 b = " << *b << endl;//10
}

//3、引用传递
void myswap03(int& a, int& b)
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;

    cout << "swap03 a = " << a << endl;//20
    cout << "swap03 b = " << b << endl;//10
}

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

    myswap01(a, b);//值传递，形参不会修饰实参
    cout << "a = " << a << endl;//10
    cout << "b = " << b << endl;//20
    cout << endl;

    //myswap02(&a, &b);//地址传递，形参可以修饰实参
    //cout << "a = " << a << endl;//20
    //cout << "b = " << b << endl;//10
    //为了方便观察，这行段注释，避免影响引用传递的值

    myswap03(a, b);//引用传递，也可以形参修饰实参
    cout << "a = " << a << endl;//20
    cout << "b = " << b << endl;//10
    cout << endl;

    b = 100;//引用传递可以改变值

    cout << "a = " << a << endl;//10
    cout << "b = " << b << endl;//100

    system("pause");
    return 0;

}

总结：通过引用参数产生的效果同安地址传递是一样的，引用的语法更清楚简单

引用做函数返回值

作用：引用时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：函数调用做为左值
示例：

#include <iostream>
using namespace std;

//引用做函数的返回值
//1.不要返回局部变量的引用
int& test01()
{
    int a = 10;//局部变量存放在 栈区
    return a;
}

//2.函数的调用可以作为左值
int& test02()
{
    static int a = 10;//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 a;
}

int main()
{
    //返回局部变量的错误，是与局部变量的数据保存在栈区有关
    int& ref01 = test01();//相当于 int &ref = a
    cout << "ref01 = " << ref01 << endl;//第一次打印的出来，是因为编译器做了一次保留
    cout << "ref01 = " << ref01 << endl;//乱码，因为a的数据被系统释放，这是局部变量在栈区导致的

    int& ref02 = test02();//这里能一直输出是因为，test02中的a是放在全局区的，系统结束才会释放
    cout << "ref02 = " << ref02 << endl;
    cout << "ref02 = " << ref02 << endl;
    cout << "ref02 = " << ref02 << endl;

    test02() = 1000;//相当于a = 1000的操作；证明如果函数的返回值是引用，这个函数可以作为左值（左值就是在等号左边）
    cout << "ref02 = " << ref02 << endl;//ref02就是a的别名，所以也可以访问到内存
    cout << "ref02 = " << ref02 << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

引用的本质

本质：引用的本质是在C++内部实现一个指针常量（指针指向不可以修改，指针的值可以修改）
示例：

#include <iostream>
using namespace std;

//注释里说明的都是系统转换引用的过程
//发现是引用，转换为 int* const ref = &a
void func(int& ref)
{
    ref = 100;//ref是引用，转为*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，是因为语法方便，引用本质是指针常量，但是所有的指针操作编译器都帮我们做了

常量引用

作用：常量引用主要用来修饰形参，防止误操作
在函数形参列表中，可以加const修饰形参，防止形参改变实参
示例：

#include <iostream>
using namespace std;

//打印数据函数
void showvalue(const int& val)//防止函数中的参数修改形参
{
    //val = 1000;//形参加了const之后，这行代码错误，值变得不可改变
    cout << "val = " << val <<endl;
}

int main()
{
    //常量引用
    //使用场景：用来修饰形参，防止误操作
    //int a = 10;

    //int& ref = 10;//引用必须是一块合法的内存空间，这样是非法的

    //加const后，编译器将代码修改成：int temp =10；const int & ref = temp
    const int& ref = 10;//根据上述逻辑，加const后是合法的
    //ref = 20;//加入const之后ref只读，不能修改

    int a = 100;
    showvalue(a);//因为引用能形参修饰实参，如果这个函数形参没有加const，函数内的值变成1000也会导致a变成1000
    //加了const之后，a=100不会被改变

    cout << "a = " << a <<endl;

    func(a);
    return 0;

}

//引用的初始化操作
int a = 10;
int &a = b;

int &a = b;            //合法
int &a = 10;        //不合法，引用要用堆栈上的数据才合法，10是常量所以不合法
const int &a = 10;    //合法，等同于int temp = 10; const int &a=temp

函数提高

函数重载、重写与重定义

函数重载（overload）
函数重载是指在一个类中声明多个名称相同但参数列表不同的函数，这些的参数可能个数或顺序，类型不同，但是不能靠返回类型来判断。特征是：
（1）相同的范围（在同一个作用域中）；
（2）函数名字相同；
（3）参数不同；
（4）virtual 关键字可有可无（注：函数重载与有无virtual修饰无关）；
（5）返回值可以不同；

函数重写（也称为覆盖 override）
函数重写是指子类重新定义基类的虚函数。特征是：
（1）不在同一个作用域（分别位于派生类与基类）；
（2）函数名字相同；
（3）参数相同；
（4）基类函数必须有 virtual 关键字，不能有 static 。
（5）返回值相同，否则报错；
（6）重写函数的访问修饰符可以不同；

重定义（也称隐藏）
（1）不在同一个作用域（分别位于派生类与基类） ；
（2）函数名字相同；
（3）返回值可以不同；
（4）参数不同。此时，不论有无 virtual 关键字，基类的函数将被隐藏（注意别与重载以及覆盖混淆）；
（5）参数相同，但是基类函数没有 virtual关键字。此时，基类的函数被隐藏（注意别与覆盖混淆）；

例子

#include <iostream>
using namespace std;

class Base
{
public:
    // =========================================================================
    //  子类和父类返回值参数相同，函数名相同，有/无virtual关键字
    // =========================================================================

    //    若无virtual关键字，则在子类中声明与父类同名的方法，从而覆盖了父类的方法（函数重定义）
    void a() 
    {
        cout << "Base::a()" << endl;
    };

    // 若有virtual关键字，即为虚函数。由对象的类型决定调用哪个函数（多态，函数重写override）。
    virtual void b()
    {
        cout << "Base::b()" << endl;
    }

    // =========================================================================
    //  子类和父类返回值参数不同，函数名相同，有/无virtual关键字 
    // =========================================================================

    // 若无virtual关键字，父类的同名成员被隐藏。
    void d(int x)
    {
        cout << "Base::d() x = " << x << endl;
    }

    // 若有virtual关键字，父类的同名成员同样被隐藏。
    virtual void e(int x)
    {
        cout << "Base::e() x = " << x << endl;
    }

    // =========================================================================
    //  子类和父类返回值参数相同，函数名相同，函数返回值不同，有/无virtual关键字
    // =========================================================================

    // 若无virtual关键字（函数重写，这种情况不属于“函数重载”范畴）
    void f()
    {
        cout << "void Base::f()" << endl;
    }

    // 若有virtual关键字 (报错）
    virtual void g()
    {
        cout << "virtual void Base::g()" << endl;
    }
};

class Derived : public Base
{
public:
    // =========================================================================
    //  子类和父类返回值参数相同，函数名相同，有/无virtual关键字
    // =========================================================================

    //    覆盖了父类同名方法（函数重写）
    void a() 
    {
        cout << "Derived::a()" << endl;
    }

    // 多态
    virtual void b()
    {
        cout << "Derived::b()" << endl;
    }

    // =========================================================================
    //  子类和父类返回值参数不同，函数名相同，有/无virtual关键字 
    // （注：函数重载与virtual关键字有无没有关系）
    // =========================================================================

    // 父类同名成员被隐藏
    void d(int x, int y)
    {
        cout << "Derived::d() x = " << x << " y = " << y<< endl;
    }

    // 父类同名成员被隐藏
    virtual void e(int x, int y)
    {
        cout << "Derived::e() x = " << x << " y = " << y << endl;
    }

    // =========================================================================
    //  子类和父类返回值参数相同，函数名相同，函数返回值不同，有/无virtual关键字
    // =========================================================================

    // 返回值与基类不同
    int f()
    {
        cout << "int Derived::f()" << endl;
        return 1;
    }

     错误
    //virtual int g()
    //{
    //    cout << "virtual int Base::g()" << endl;
    //    return 1;
    //}
};

int main()
{
    // 用作参数
    int xx = 100;

    cout << "子类和父类返回值参数相同，函数名相同，无virtual关键字" << endl;
    Derived d;
    d.a();        
    d.Base::a();    // 显示调用基类方法
    cout << "子类和父类返回值参数相同，函数名相同，有virtual关键字" << endl;
    Base* b = new Derived;
    b->b();
    cout << "子类和父类返回值参数不同，函数名相同，无virtual关键字" << endl;
    d.d(xx, xx);
    // d.d(xx); // 报错
    d.Base::d(xx); // 显示调用
    cout << "子类和父类返回值参数不同，函数名相同，有virtual关键字" << endl;
    d.e(xx, xx);
    //d.e(xx); // 报错
    d.Base::e(xx);
    cout << "子类和父类返回值参数相同，函数名相同，函数返回值不同, 无virtual关键字" << endl;
    d.f();
    d.Base::f();
}

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：

#include <iostream>
using namespace std;

//函数默认参数

//如果在main函数给函数传入了自己定义的数据，就用main函数中传入的数据，如果没有，就是默认值
//语法：返回值类型 函数名称（形参 = 默认值）{}
int func(int a, int b = 20, int c = 30)
{
    return a + b + c;
}

//注意事项
//1、如果某个位置已经有了默认参数，呢么从这个位置往后，从左到右都必须有默认值
int func2(int a, int b = 10, int c,int d)//func2会报错，b有了默认参数，那b左边的所有形参都要有默认参数，否则报错；右边则可以不需要参数
{
    return a + b + c + d;
}

//2、如果函数声明有默认参数，函数实现就不能有默认参数
//声明和定义只有一其中一个能有默认参数，不能同时有
//下面写法在函数调用时会报错
int func3(int a = 10, int b = 10);

int func3(int a = 20, int b = 20)
{
    return a + b;
}

int main()
{
    cout << func(10) << endl;
    cout << func(10, 30) << endl;

    cout << func3(10, 30) << endl;//会输出错误

    system("pause");
    return 0;
}

函数的占位参数

C++中函数的形参列表里可以有占位参数，用来占位，调用函数时必须填补该位置
语法：返回值类型 函数名 （数据类型）{ }
示例：

#include <iostream>
using namespace std;

//占位参数
//返回值类型 函数名（数据类型）{}

//占位参数还可以有默认参数，比如：void func(int a,int = 10)
void func(int a,int)
{
    cout << "this is function" << endl;
}

int main()
{
    func(10,10);

    system("pause");
    return 0;
}

函数重载

函数重载概述

作用：函数名可以相同，提高复用性
函数重载满足条件：

• 同一作用域下
• 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
• 返回值类型不做重载条件

注意：函数的返回值不不可以作为函数重载条件
示例：

#include <iostream>
using namespace std;

//函数重载
//可以让函数名相同，提高复用性

//函数重载的满足条件
//1、必须在同一个作用域下（下面两个函数都在全局作用域下，不在main函数里）
//2、函数名称相同
//3、函数参数类型不同，个数不同，顺序不同

//个数不同，类型不同
//函数一：
void func()
{
    cout << "func的调用" << endl;
}
//函数二：
void func(int a)
{
    cout << "func(int a)的调用" << endl;
}
//函数三：
void func(double a)
{
    cout << "func(double a)的调用" << endl;
}

//顺序不同
//函数四：
void func(int a,double b)
{
    cout << "func(int a,double b)的调用" << endl;
}
//函数五：
void func(double a,int b)
{
    cout << "func(double a,int b)的调用" << endl;
}

//注意事项
//函数的返回值不可以作为函数重载的条件
//函数六：
int func(double a,int b)//会报错，第55行代码会无法识别是使用函数五还是函数六，即使返回值类型不一样
{
    cout << "func(double a,int b)的调用" << endl;
}

int main()
{
    func();//会读取函数一func()

    func(10);//会读取第二个函数func(int a)

    func(3.14);//会读取第三个函数func(double a)

    func(10,3.14);//会读取第四个函数func(int a,double b)

    func(3.14,10);//会读取第五个函数func(double a,int b)

    system("pause");
    return 0;
}

函数重载注意事项

引用作为重载条件
函数重载碰到函数默认参数
示例：

#include <iostream>
using namespace std;

//函数重载的注意事项
//1、引用作为重载的条件
void func(int& a)//假设func(10)能被这行代码调用，则实参对形参的赋值为int&a = 10；在引用中时不合法的，所以func(10)不会调用这行函数
{
    cout << "func(int&a)调用" << endl;
}
void func(const int& a)//const int &a = 10；合法
{
    cout << "func(const int&a)调用" << endl;
}

//2、函数重载碰到默认参数
void func2(int a,int b = 10)
{
    cout << "func(int a)调用" << endl;
}

void func2(int a)
{
    cout << "func(int a)调用" << endl;
}

int main()
{
    int a =10;
    func(a);//调用的是void func(int&a)
    func(10);//调用的是void func(const int&a)

    //func2(10);//错误，当函数重载碰到默认参数，出现二义性，函数调用就会报错，要避免这种情况
    func2(10,20)//这个就可以识别，调用的是void func2(int a,int b = 10)

    cout << "a = " << a <<endl;
    cout << "b = " << b <<endl;

    system("pause");
    return 0;

}

类和对象

C++面向对象的散发特性：封装、继承、多态
C++认为万物皆为对象，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……，行为有走、跑、跳、吃饭、唱歌……
车作为对象，属性有轮胎、方向盘、车灯……，行为有载人、放音乐、开空调……
具有相同性质的对象，我们可以抽象的称为类，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

封装意义1：
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

#include <iostream>
using namespace std;

//圆周率
const double PI = 3.14;

//设计一个圆类。求圆的周长
//圆求周长公式：2*PI*半径

//class代表设计一个类，类后面紧跟的是类名
class circle
{
 //访问权限
 //公共权限
 public:

    //属性：半径
    int m_r;

    //行为
    //获取圆的周长
    double calculateZC()
    {
        return 2*PI*m_r;
    } 
};

int main()
{
    //通过圆类，创建具体的圆（对象）
    //实例化（通过一个类，创建一个对象的过程）
    circle c1;
    //給圆对象的属性赋值
    c1.m_r = 10;

    //22*PI*m_r = 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学号

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

//class代表设计一个类，类后面紧跟的是类名
class student
{
public://公共权限

    //类中的属性和行为，统一称为成员

    //属性：
    //属性：成员属性，成员变量
    string m_name; //姓名
    int m_id;      //学号

    //行为
    //行为：成员函数，成员方法
    //给姓名赋值
    void setname(string name)
    {
        m_name = name;
    }

    //给学号赋值
    void setid(int id)
    {
        m_id = id;
    }

    //显示姓名和学号的函数
    void showstudent()
    {
        cout << "姓名： " << m_name
             << "学号： " << m_id << endl;
    } 
};

int main()
{
    //创建一个具体的学生，实例化对象
    //赋值方法1：
    student s1;
    //給s1对象，进行属性赋值操作
    s1.m_name = "张三";
    s1.m_id = 1;

    //显示学生信息
    s1.showstudent();

    student s2;
    s2.m_name = "李四";
    s2.m_id = 2;
    s2.showstudent();

    //赋值方式2：
    s3.setname("王五");
    s3.setid(3);

    system("pause");
    return 0;
}

访问权限

封装的意义2：
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
访问权限有下面三种：

1. public 公共权限
2. protected 保护权限
3. private 私有权限

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

//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    子类可以访问父类的保护内容
//私有权限    private        类内可以访问    类外不可以访问    子类不可以访问父类的私有内容

class person
{
public://作用域
    //公共权限
    string m_name;//姓名

protected:
    //保护权限
    string m_car;//汽车

private:
    //私有权限
    int m_password;//银行卡密码

public:
    void func()
    {
        m_name ="张三";
        m_car ="拖拉机";
        m_password = 123456;
    }
};

int main()
{

    person p1;

    p1.m_name = "李四";
    p1.m_car = "奔驰";//报错，保护权限内容，在类外访问不到，子类可以访问
    p1.m_password = 123;//报错，私有权限内容，在类外访问不到

    system("pause");
    return 0;
}

struct和class的区别

在C++中struct和class的唯一区别在于 默认的访问权限不同
区别：

• struct默认为公共权限
• class默认为私有权限

示例：

#include <iostream>
using namespace std;


class C1
{
    int m_a;//默认权限  私有
};

struct C2
{
    int m_a;//默认权限  公共
};

int main()
{
    //struct和class区别
    //struct    默认为公共权限    public
    //class        默认为私有权限    private
    C1 c1;
    c1.m_a = 100;//错误

    C2 c2;
    c2.m_a = 100;//公共权限不报错，可以访问

    system("pause");
    return 0;

}

成员属性设为私有

优点1：将成员属性设为私有，可以自己控制读写权限
有点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;

//成员属性设置为私有
//1、可以自己控制读写权限
//2、对于写可以监测数据的有效性

//设计人类
class person
{
public:
    //设置姓名 可写
    void setname(string name)
    {
        m_name = name
    }
    //获取姓名 可读
    string getname()
    {
        return m_name;
    }

    //获取年龄 只读
    int getage()
    {
        m_age = 0;//初始化为0
        return m_age;
    }

    //设置情人 只写
    void set lover(string lover)
    {
        m_lover = lover;
    }

private:
    //姓名 可读可写
    string name;
    //年龄 只读
    int m_age;
    //情人 只写
    string lover;
};

int main()
{
    person p;
    p.setname("张三");//可写
    cout << "姓名：" << p.getname() << endl;//可读

    cout << "年龄：" << p.getage() << endl;//只读

    //设置情人为苍老师
    p.setlover("苍老师")//只写

    system("pause");
    return 0;
}

练习案例

案例1：设计立方体

设计立方体类（cube）
求除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;

//立方体类设计
//1、创建立方体类
//2、设计属性和行为
//3、行为获取立方体面积和体积
//4、分别利用全局函数和成员函数，判断两个立方体是否相等

class cube
{
public://公共权限
    //设置长
    void setL(int l)
    {
        m_L = l;
    }

    //获取长
    int getL()
    {
        return m_L;
    }

    //设置宽
    void setW(int w)
    {
        m_W = w;
    }

    //获取宽
    int getW()
    {
        return m_W;
    }

    //设置高
    void setH(int h)
    {
        m_H = h;
    }

    //获取高
    int getH()
    {
        return m_H;
    }

    //获取立方体面积
    int calculateS()
    {
        return 2 * m_L * m_W + 2 * m_W * m_H + 2 * m_L * m_H;
    }

    //获取立方体体积
    int calculateV()
    {
        return m_L * m_W * m_H;
    }

    //利用成员函数判断两个立方体是否相等
    bool issameByclass(cub &c)//只需要一个参数：因为已经有一个已知的成员，只需再调用一个参数做对比就可
    {
        if (m_L() == c.getL() && m_W() == c.getW() && m_H() == c.getH())//因为是类内，第一个成员的参数直接调用其属性就可
        {
            return true;
        }
        return false;
    }

private://私有权限

    int m_L;//长
    int m_W;//宽
    int m_H;//高
};

//利用全局函数来判断 两个立方体是否相等
bool issame(cube &c1, cube &c2)//用引用的方式，就可以防止拷贝的数据太多，只需要拷贝地址就行
{
    if (c1.getL() == c2.getL() && c1.getW() == c2.getW() && c1.getH() == c2.getH())
    {
        return true;
    }
    return false;
}

int main()
{
    //创建立方体对象
    cube c1;
    c1.setL(10);
    c1.setW(10);
    c1.setH(10);

    cout << "c1的面积为：" << c1.calculateS() << endl;//600
    cout << "c1的体积为：" << c1.calculateV() << endl;//1000

    //创建第二个立方体
    cube c2;
    c2.setL(10);
    c2.setW(10);
    c2.setH(10);

    bool ret = issame(c1, c2);//用bool类型接收函数结果，因为函数的结果是bool类型的数据
    if (ret)//这行是判断函数的值，if(ret)等价于if(ret !=0)这个判断条件，意思是ret非0则为真
    {
        cout << "c1和c2相等" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "c1和c2不相等" << endl;
    }

    //利用成员函数判断
    ret = c1.issameByclass(c2)
    if (ret)//这行是判断函数的值，if(ret)等价于if(ret !=0)这个判断条件，意思是ret非0则为真
    {
        cout << "成员函数判断c1和c2相等" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "成员函数判断c1和c2不相等" << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

案例2：点和圆的关系

设计一个圆的类（circle），和一个点的类（point），计算电和圆的关系

#include <iostream>
using namespace std;

//点和圆的关系

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

private:
    int m_X;
    int m_Y;
};

//圆类
class Circle
{
public:
    //设置半径
    void setR(int r)
    {
        m_R = r;
    }
    //获取半径
    int getR()
    {
        return m_R;
    }
    //设置圆心
    void setCenter(Point center)
    {
        m_Center = center;
    }
    //获取圆心
    Point getCenter()
    {
        return m_Center;
    }

private:
    int m_R;//半径

    //在类中可以让另一个类作为本类中的成员
    Point m_Center;//圆心
};

//判断点和圆的关系
void isInCircle(Circle& c, Point& p)
{
    //计算两点之间距离 平方
    int distance = 
    (c.getCenter().getX() - p.getX()) * (c.getCenter().getX() - p.getX()) + (c.getCenter().getY() - p.getY()) * (c.getCenter().getY() - p.getY());

    //计算半径的平方
    int rDistance = c.getR() * c.getR();

    //判断关系   
    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()
{
    //创建一个圆
    Circle c;
    c.setR(10);
    Point center;
    center.setX(10);
    center.setY(0);
    c.setCenter(center);

    //创建一个点
    Point p;
    p.setX(10);
    p.setY(10);

    //判断关系
    isInCircle(c, p);

    system("pause");
    return 0;
}

案例2份文件编写法
在头文件文件夹创建point.h头文件，如下：

#program once//防止头文件重复包含
#include <iostream>
using namespace std;

//点类
class Point
{
public:
    //因为是头文件，只需要函数声明和变量声明
    //设置x
    void setX(int x);

    //获取x
    int getX();

    //设置y
    void setY(int y);

    //获取y
    int getY();

private:
    int m_X;
    int m_Y;
};

在源文件文件夹下创建point.cpp文件，如下：

#include"point.h"//调用自己创建的点的头文件

//设置x
void point::setX(int x)
{
    m_X = x;
}
//获取x
int point::getX()
{
    return m_X;
}
//设置y
void point::setY(int y)
{
    m_Y = y;
}
//获取y
int point::getY()
{
    return m_Y;
}

//这些函数本来是成员函数，在这里为全局函数，要转换为成员函数要在函数名前加上作用域，告诉函数时哪个作用域下的函数，否则会报错写法如：void point::setX(int x)

在头文件文件夹创建circle.h头文件，如下：

#program once//防止头文件重复包含
#include <iostream>
#include"point.h"//因为圆类包含了点类，要调用点类头文件行数才不会报错
using namespace std;

//圆类
class Circle
{
public:
    //设置半径
    void setR(int r);

    //获取半径
    int getR();

    //设置圆心
    void setCenter(Point center);

    //获取圆心
    Point getCenter();


private:
    int m_R;//半径

    //在类中可以让另一个类作为本类中的成员
    Point m_Center;//圆心
};

在源文件文件夹下创建circle.cpp文件，如下：

#include"circle.h"

//设置半径
void circle::setR(int r)
{
    m_R = r;
}
//获取半径
int circle::getR()
{
    return m_R;
}
//设置圆心
void circle::setCenter(Point center)
{
    m_Center = center;
}
//获取圆心
Point circle::getCenter()
{
    return m_Center;
}

主cpp文件，如下：

#include <iostream>
#include"point.h"
#include"circle.h"
using namespace std;

//判断点和圆的关系
void isInCircle(Circle& c, Point& p)
{
    //计算两点之间距离 平方
    int distance =
        (c.getCenter().getX() - p.getX()) * (c.getCenter().getX() - p.getX()) + (c.getCenter().getY() - p.getY()) * (c.getCenter().getY() - p.getY());

    //计算半径的平方
    int rDistance = c.getR() * c.getR();

    //判断关系   
    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()
{
    //创建一个圆
    Circle c;
    c.setR(10);
    Point center;
    center.setX(10);
    center.setY(0);
    c.setCenter(center);

    //创建一个点
    Point p;
    p.setX(10);
    p.setY(10);

    //判断关系
    isInCircle(c, p);

    system("pause");
    return 0;
}

对象的初始化和清理

生活中的电子产品都有出厂设置，在某天我们不用的时候也会删除一些自己的信息数据，保证安全
C++中面对对象来源于生活，每个对象也会有初始化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发非常重要的安全问题
一个对象或者变量没有初始状态，对其使用后过是未知
同样的使用完以恶对象或变量，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了上述问题，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，无需手动调用
• 析构函数：主要作用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，因此发生重载
• 程序在调用对象时后会自动调用构造，无需手动调用，而且只会调用一次
• 构造函数是对象的初始化，给对象开辟空间

析构函数语法：~类名（）{ }

• 析构函数，没有返回值也不写void
• 函数名称与类名相同，在名称前加上符号~
• 析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载
• 程序在对象销毁前会自动调用析构函数，无需手动调用，而且只会调用一次
• 析构函数是对象的清理

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

//对象的初始化和清理
//1、构造函数  进行初始化操作
class Person
{
public:
    //1.1、构造函数
    //没有返回值 不用写void
    //函数名与类名相同
    //构造函数可以有参数，可以发生重载
    //创建对象的时候，构造函数会自动调用，而且只调用一次
    Person()
    {
        cout << "Person构造函数的调用" << endl;
    }

    //2、析构函数，进行清理操作
    //没有返回值 不用写void
    //函数名与类名相同，函数名前面加~
    //析构函数不可以有参数，不能发生重载
    //对象销毁前，析构函数会自动调用，而且只调用一次
    ~Person()
    {
        cout << "Person析构函数的调用" << endl;
    }
};


//构造和析构都是必须有的实现，如果我们自己不提供，编译器会提供一个空实现的构造和析构
void test01()
{
    Person p;//在栈上的数据，test01执行完后，马上释放对象
}

int main()
{
    test01();

    Person p;//只有构造输出,退出程序时才会释放使出析构

    system("pause");
    return 0;

}

构造函数的分类及调用

两种分类方式：
按参数分为：有参构造和无参构造
按类型分为：普通构造和拷贝构造
三种调用方式：
括号法
显示法
隐式转换法
示例：

#include <iostream>
using namespace std;

//构造函数的分类及调用
//分类
// 按照参数分类  无参构造（默认构造）和有参构造
// 按照类型分类  普通构造函数  拷贝构造函数
class Person
{
public:
    //构造函数
    Person()
    {
        cout << "Person无参构造函数调用" << endl;
    }
    Person(int a)
    {
        age = a;
        cout << "Person有参构造函数调用" << endl;
    }

    //拷贝构造函数（拷贝一份一模一样的数据）
    //把括号里的属性拷贝给括号外的Person
    //拷贝不能改本体，所以括号内的属性用const限制，防止修改值
    //用引用的方式获得属性
    Person(const Person& p)
    {
        //将传入人身上的所有属性，拷贝到我身上
        age = p.age;
        cout << "Person拷贝构造函数调用" << endl;

    }

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

    //属性
    int age;
};


//调用
void test01()
{
    //1、括号法
    cout << "1、括号法：" << endl;
    Person p1;//默认构造函数调用,调用默认函数注意不要带括号
    Person p2(10);//有参构造函数调用
    Person p3(p2);//拷贝构造函数调用

    //注意事项1：
    //调用默认构造函数时，不要加小括号
    //因为下面这行代码，编译器会认为是一个函数声明
    //Person p4();机器会理解为类似void func();所以调用默认无参构造函数不能用括号法

    cout << "p2的年龄为：" << p2.age << endl;//输出为10，因为赋值函数为10
    cout << "p3的年龄为：" << p3.age << endl;//也为10，因为拷贝构造函数p2的属性值
    cout << endl;

    //2、显示法
    cout << "2、显示法：" << endl;
    Person p5;
    Person p6 = Person(10);//有参构造
    Person p7 = Person(p6);//拷贝构造

    Person(10);//匿名对象    特点：当前行执行结束后，系统会立即回收匿名对象，在下一行前就回收，并返回一个析构函数
    cout << "上面匿名对象会在这行代码前马上做清除操作" << endl;
    cout << endl;

    //注意事项2：
    //不要利用拷贝构造函数，初始化匿名对象；编译器会认为Person（p7）== Person p7，被误解为对象的声明；名称重复了，也称为重定义


    //3、隐式转换法
    cout << "3、隐式转换法：" << endl;
    Person p8 = 10;//相当于Person p8 = Person(10);    有参构造
    Person p9 = p8;//相当于Person p9 = Person(p8);    拷贝构造
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

拷贝构造函数

• 一定要用引用，否则报错，因为&是指向对象，不是定义对象，无法直接定义对象，因为不知道大小

拷贝构造函数语法

Person(const Person& p)//拷贝构造函数
    {
        cout << "Person拷贝构造函数的调用" << endl;
        m_age = p.m_age;
    }

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的对象（复制克隆）
• 值传递的方式给函数参数传值
• 以值的方式返回局部对象

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

//拷贝构造函数调用

class Person
{
public:
    Person()//默认构造函数
    {
        cout << "Person默认构造函数的调用" << endl;
    }
    Person(int age)//有参构造函数
    {
        cout << "Person有参构造函数的调用" << endl;
        m_age = age;
    }
    Person(const Person& p)//拷贝构造函数
    {
        cout << "Person拷贝构造函数的调用" << endl;
        m_age = p.m_age;
    }

    ~Person()//为了知道对象什么时候释放
    {
        cout << "Person析构函数的调用" << endl;
    }

    int m_age;
};

//1、使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新的对象
void test01()
{
    Person p1(20);
    Person p2(p1);

    cout << "P2年龄为：" << p2.m_age << endl;
}

//2、值传递的方式给函数参数传值
void doWork01(Person p) //值传递的本质就是会拷贝一个临时的副本
{

}
void test02()
{
    Person p;
    doWork01(p);//这行是括号中的实参调用doWork函数的形参，这个流程就是调用拷贝函数
}

//3、以值的方式返回局部对象
Person doWork02()//返回的是Person这个类，所以函数类型是Person
{
    Person p1;//局部对象在栈区的特点，这行在这个函数执行完就会释放
    cout << (int*)&p1 << endl;//打印地址
    return p1;//返回值会根据上面的p1创建一个新的对象，并且复制属性，这个过程就是调用了拷贝函数
}
void test03()
{
    Person p = doWork02();//用Person p接收doWork02()返回值，这个过程就是调用了拷贝函数Person p = return p1，return p1的值是Person p1复制给他的
    cout << (int*)&p << endl;//这里的地址是为了证明返回值用了拷贝构造，和doWork02函数的值输出的地址不同
    //证明值虽然相同，但是地址不同
}

int main()
{
    test01();
    cout << endl;

    test02();
    cout << endl;

    test03();
    cout << endl;

    Person p;//只有构造输出

    system("pause");
    return 0;

}

输出结果

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，对对象属性进行值拷贝（默认提供的是浅拷贝）

构造函数调用规则如下：

• 如果用户定义由参构造函数，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

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

//构造函数的调用规则
//1、创建一个类，C++编译器会给每个类都添加至少3个函数
//默认构造函数（空实现）
//析构函数（空实现）
拷贝构造函数（值拷贝）

//2、
//如果我们写了有参构造函数，编译器就不再提供默认构造，依然提供拷贝构造
//如果我们写了拷贝构造函数，编译器就不再提供其他普通构造函数

class Person
{
public:
    Person
    {
        cout << "Person默认构造函数的调用" << endl;
    }
    Person(int age)
    {
        cout << "Person有参构造函数的调用" << endl;
        m_age = age;
    }
    Person(const Person &p)
    {
        cout << "Person拷贝构造函数的调用" << endl;
        m_age = p.m_age;
    }

    ~Person
    {
        cout << "Person析构函数的调用" << endl;
    }
    int m_age;

};


void test01()
{
    Person p;
    p.m_age = 18;

    person p2(p);
    cout << "P2年龄为：" << p2.m_age << endl;
}

void test02()
{
    Person p3(28);//如果只定义了拷贝构造函数，则会出错，因为系统不会默认提供，默认构造和有参构造；
    Person p4(p3);
}

int main()
{
    test01();


    system("pause");
    return 0;

}

深拷贝与浅拷贝

深浅拷贝时面试经典问题，也是常见的一个坑
浅拷贝：简单的赋值操作
深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作
示例：

#include <iostream>
using namespace std;

//深拷贝与浅拷贝

class Person
{
public:
    Person()
    {
        cout << "Person默认构造函数的调用" << endl;
    }
    Person(int age, int height)
    {
        m_age = age;
        m_height = new int(height);//把身高属性开辟到堆区
        cout << "Person有参构造函数的调用" << endl;
    }

    //因为编译器默认浅拷贝不好用，自己定义一个深拷贝来解决浅拷贝带来的问题
    Person(const Person& p)
    {
        cout << "Person拷贝构造函数的调用" << endl;
        m_age = p.m_age;
        //m_height = p.m_height;编译器默认是这样的代码

        //深拷贝操作
        //只要有了这步，释放就不会出错
        m_height = new int(*p.m_height);//为了让数据指向堆区另一块新的空间，m_height是新的地址，并且通过（*p.m_height）获取p1的身高值，可一这么理解：p2.m_height = new int(*p1.m_height) 
    }

    ~Person()
    {
        //析构代码，将堆区开辟的数据做释放操作
        if (m_height != NULL)
        {
            delete m_height;
            m_height = NULL;//置空操作，防止野指针出现
        }
        cout << "Person析构函数的调用" << endl;
    }

    int m_age;
    int* m_height;//用指针是因为把身高属性开到堆区需要用new,new会返回一个该数据类型的指针，所以用指针接收
};


void test01()
{
    Person p1(18, 160);

    cout << "P1年龄为：" << p1.m_age
        << "P1身高为：" << *p1.m_height << endl;
    cout << endl;

    Person p2(p1);

    cout << "P2年龄为：" << p2.m_age
        << "P2身高为：" << *p2.m_height << endl;
    cout << endl;
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;

}

出错的问题

深拷贝解决浅拷贝重复释放内存问题

初始化列表

作用：C++提供了初始化例表语法，用来初始化属性
语法：构造函数（数据类型1 数据1，数据类型2 数据2……）：属性1（值1），属性2（值2）……{ }
示例：

#include <iostream>
using namespace std;

class Person
{
public:
    //传统初始化操作
    /*Person(int a,int b,int c)
    {
        m_A = a;
        m_B = b;
        m_C = c;
    }*/

    //初始化列表初始化属性
    Person(int a,int b,int c):m_A(a),m_B(b),m_C(c)
    {

    }

    int m_A;
    int m_B;
    int m_C;
};

void test01()
{
    //Person p(10,20,30);//这个是传统初始化的函数调用方式

    Person p(30,20,10);//调用构造函数
    cout << "m_A = " << p.m_A << endl;
    cout << "m_B = " << p.m_B << endl;
    cout << "m_C = " << p.m_C << endl;
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;

}

赋值流程

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：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

//类对象作为类成员
//手机类
class Phone
{
public:
    Phone(string pName)
    {
        m_PName = pName;
        cout << "Phone构造函数调用" << endl;
    }
    ~Phone()
    {
        cout << "Phone析构函数调用" << endl;
    }

    //手机品牌名
    string m_PName;
};

//人类
class Person
{
public:

    //Phone m_Phone = pName；相当于隐式转换法
    Person(string name, string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName)
    {
        cout << "Person构造函数调用" << endl;
    }
    ~Person()
    {
        cout << "Person析构函数调用" << endl;
    }

    //姓名
    string m_Name;
    //手机
    Phone m_Phone;
};

//当其他类的对象作为本类的成员，构造时先构造类的对象，再构造自身，析构的顺序与构造相反

void test01()
{
    Person p("张三","苹果MAX");

    cout << p.m_Name << "拿着：" << p.m_Phone.m_PName << endl;

}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;

}

输出结果：

结论：
当类中成员是其他类对象时，我们称该成员为对象成员
类对象作为类成员的构造函数调用顺序是：先调用对象成员的构造，再调用本类构造，析构函数相反

静态成员(static)

静态成员是在成员变量和成员函数前加上static ,称为静态成员
静态成员分为：

静态成员变量

• 静态成员变量是属于类的，不是属于对象的，即所有对象共享同一份数据
• 在编译阶段分配内存（就是在全局区）
• 类内声明，类外初始化（两个都是必要条件，否则无法输出）

静态成员变量语法：

#include<iostream>
using namespace std;

//类内定义
class M
{
public://注意权限，static在私有权限下也是无法调用的
    static int a;
};

//类外初始化
//类名::静态数据成员名
int M::a = 10; //初始化

//静态成员对象的调用
int main()
{
    M m;
    //1、通过对象进行访问，非静态成员变量也是这种方法
    cout << m.a << endl;//通过对象访问静态成员变量

    //2、通过类名进行访问，非静态成员不能用这种方法
    cout << M::a << endl;
}

示例1：静态成员变量

#include<iostream>
using namespace std;

//静态成员变量
class Person
{
public:
    //1、所有对象都共享同一份数据
    //2、编译阶段就分配内存
    //3、内类声明，类外初始化，必须步骤，否则无法输出
    static int m_A;//类内声明

    //静态成员变量也是有访问权限的
private:
    static int m_B;
};
int Person::m_A = 100;//类外初始化，Person::是为了告诉这段代码是Person作用域下的静态变量
int Person::m_B = 200;

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

    Person p2;
    p2.m_A = 200;
    //200
    cout << p.m_A << endl;//因为静态对象时共享数据，所以p2改了数据，p的值也跟着变
}

void test02()
{
    //静态成员变量不属于某个对象上，所有对象都共享一份数据
    //因此静态成员变量有两种访问方式

    //1、通过对象进行访问，非静态成员变量也是且这种方法
    /*Person p;//这里是创建对象
    cout << p.m_A << endl;//通过对象访问静态成员变量*/

    //2、通过类名进行访问，非静态成员不能用这种方法
    cout << Person::m_A << endl;
    //cout << Person::m_B << endl;//报错，类外无法访问私有静态成员变量
}

int mai()
{
    test01();
    test02();

    system("pause");
    return 0;
}

练习

#include <iostream>
using namespace std;

class Myclass
{
private:
    int A, B, C;
    static int Sum;
public:
    Myclass(int a,int b,int c)
    {
        A = a;
        B = b;
        C = c;
        Sum += A + B + C;
    }
    void GetNumber()
    {
        cout << A << " " << B << " " << C << endl;
    }
    int GetSum(Myclass m)
    {
        //以下三种都可以调用静态成员对象
        //return Sum;
        //return m.Sum;
        return Myclass::Sum;
    }
};
int Myclass::Sum(0); //先初始化静态数据成员才能使用

int main()
{
    Myclass M(1, 2, 3);
    M.GetNumber();
    cout << M.GetSum(M) << endl;
    Myclass N(5, 6, 7);
    N.GetNumber();
    cout << M.GetSum(M) << "," << N.GetSum(N) << endl;

    return 0;
}

练习
小明和他媳妇为了买个房子,他们有一个公共的户头,每个月2个人都分别往这个户头里存钱,并且各自都能查看到户头里的余额.

class A
{
private:
    static int total;
public:
    void Saving(int a);
    int GetTotal();
};
int A::total(0);

void  A::Saving(int a)
{
    total += a;
}
int A::GetTotal()
{
    return total;
}

int main()
{
    A h, w;
    h.Saving(10);
    cout << h.GetTotal() << endl; //10
    cout << w.GetTotal() << endl;
    w.Saving(20);
    cout << h.GetTotal() << endl;

    return 0;
}

静态成员函数

• 在类里面声明的时候加上static
• 在调用静态成员函数的时候
  1. 对象名.成员函数名
  2. 类名::成员函数名
• 目的是处理静态数据成员，即使在没有对象的情况下也能调用静态成员函数
• 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2：静态成员函数

#include<iostream>
using namespace std;

//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
class Person
{
public:
    //静态成员函数
    static void func()
    {
        m_A = 100;//静态成员函数能访问静态成员变量
        //m_B = 200;//报错，因为静态成员函数只能读取静态成员变量，无法区分到底是哪个对象的m_B的属性
        cout << "static void func调用" << endl;
    }

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

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

int Person::m_A; = 0;

//有两种访问方式
void test01()
{
    //1、通过对象访问
    Person p;
    p.func();

    //2、通过类名访问
    Person::func();

    Person::func2();//报错，类外访问不到私有静态函数成员
}

int mai()
{
    test01();
    test02();

    system("pause");
    return 0;
}

练习

#include <iostream>
using namespace std;

class shop
{
    int num;
    int quantity;
    float price;
    static float discount;
    static float sum;
    static int n;
public:
    shop(int p,int q,float o)
    {
        num = p;
        quantity = q;
        price = o;
    }
    void total()
    {
        float cost = 1.0;
        if (quantity > 10)
            cost = cost* discount;
        sum = sum + quantity * price*cost;
        n = n + quantity;
    }
    static float average()
    {

        return (sum / n);
    }
    static void display()
    {
        cout << "总销售款为:" << sum << endl << "平均售价:" << average() << endl;
    }
};
float shop::discount(0.98);
float shop::sum(0);
int shop::n(0);

int main()
{
    shop s[3]
    {
        shop(101,5,23.5),
        shop(102, 12, 24.56),
        shop(103, 100, 21.5),
    };
    for (int i = 0; i < 3; i++)
        s[i].total();
    shop::display();
    return 0;
}

常成员（const）

常数据成员

定义一个类A,类里面有3个数据成员:
静态常整型变量b(static const int b),
常整型变量a(const int a)
常整型变量的引入r(const int &r)
必须用初始化列表来初始化const数据成员
只能读取，不能修改
常对象必须要有一个自己写的构造函数

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
    const int a;
    static const int b;
public:
    const int& r;

    A(int i):a(i),r(a) //构造函数的初始化列表,它初始化的动作先与构造函数体,通常const修饰的变量,引用的初始化都放在这里
    {}
    void Print()
    {
        cout << "a=" << a << " b=" << b << " r=" << r << endl;
    }
};
const int A::b = 5;

int main()
{
    A a(10);
    a.Print();

    return 0;
}

常对象

常成员函数

1. 当同时具有同名的普通成员函数和常成员函数，普通对象默认调用的是普通成员函数
2. 普通对象可以调用常成员函数
3. 常对象只能调用常成员函数
4. 在常成员函数里面只能访问数据成员的值而不能修改 ```cpp

   include

   using namespace std;

class B { int b1, b2; public: B(int i,int j) { b1 = i; b2 = j; } void Print(); void Print() const; };

void B::Print() { cout << b1 << “ “ << b2 << endl; }

void B::Print() const { cout << b1 + 1 << “ “ << b2 + 1 << endl; }

int main() { const B b1(1, 2); b1.Print();

return 0;

}

```cpp
#include <iostream>
using namespace std;

class B
{
    int b1, b2;
public:
    B(){}
    void Print() const;
};

void B::Print() const
{
    cout << b1 << " " << b2 << endl;
}

int main()
{
    const B b1;
    b1.Print();

    return 0;
}

#include <iostream>
using namespace std;

class F
{
    int f1, f2;
public:
    F()
    {
        cout << "default constrctor called!" <<f1<< endl;
    }
    F(int i,int j)
    {
        f1 = i;
        f2 = j;
        cout << "constructor called!" <<f1<< endl;
    }
    ~F()
    {
        cout << "destructor called!" <<f1<< endl;
    }
    void Print()
    {
        cout << f1 << " " << f2 << endl;
    }
    void Print() const
    {
        cout << f1 << " " << f2 << endl;
    }
};

int main()
{
    F a1(3, 5);
//    F a2;
//    a2 = F(6, 7); //临时的无名对象,构造完成之后使用完就被析构
    F a2 = F(6, 7);
    F const a3(8, 2);
    a1.Print();
    a1 = a2;
    a1.Print();
    a3.Print();
    return 0;
}

类与指针

指向类的数据成员的指针

1. 指向类的数据成员的指针的定义和赋值

• 格式：类型说明符 类名::指向数据成员的指针名
• 例：int A::* pc = &A::c
• 这里c是类A的公有数据成员名

1. 指向类的数据成员指针的表示

• 对象名.*指向类的数据成员的指针名
• 对象指针名->*指向类的数据成员指针名

  指向类的成员函数的指针

1. 定义和赋值

• 格式：函数返回值类型 (类名::*指向类的成员函数的指针名)(参数表)
• 例：int (A:: * pfun)(int) = &A::fun

1. 指向类的成员函数指针的表示

• (对象名.*指向类的成员函数的指针名)(参数表)
• (对象指针名->*指向类的成员函数的指针名)(参数表)

1. void类型不带参数也可以

   例：

   void Print();
   void (A:: * pfun)() = &A::Print;
   (a.*pfun)();
   

   ```cpp

   include

   using namespace std; class A { int a; public: int c; A(int i) {

    a = i;
   

   } int fun(int b) {

    return a * c + b;
   

   } };

int main() { A x(18); //可以定义指向a的指针吗,不能,只能指向公有的 //定义并使用指向类里面的数据成员的指针 int A:: pc; pc = &A::c; x.pc = 5; cout << x.c << endl;

//定义指向fun的指针
//定义并使用指向类里面成员函数的指针
int (A::*pfun)(int);
pfun = &A::fun;

A* p = &x;
cout << (p->*pfun)(10) << endl;

return 0;

}

<a name="n9PUf"></a>
## C++对象模型和this指针
<a name="qfwmO"></a>
### 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<br />只有非静态成员变量才属于类的对象上
```cpp
#include<iostream>
using namespace std;

//成员变量和成员函数封开存储
class Person
{   
    int m_A;//非静态成员变量，属于类的对象上的
    static int m_B;//静态成员变量 不属于类的对象上

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

};
int Person::m_B = 0;

void test01()
{
    Person p;

    //空对象占用内存空间为：1
    //C++编译器会给每个空对象也分配一个字节空间，是为了区分空对象占用内存的位置
    //每个对象也应该有一个独一无二的内存地址
    cout << "size of p = " << sizeof(p) << endl;
}
void test02()
{
    Person p;
    cout << "size of p = " << sizeof(p) << endl;
}

int mai()
{
    test01();//解释的是空对象，当没有任何属性和函数属于类内，就是空对象
    test02();//非空对象下，无论如何只有4个字节，因为静态成员变量 静态成员函数 非静态成员函数都不属于类对象上

    system("pause");
    return 0;
}

this指针概念

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：这块代码时如何区分对象调用自己的呢？

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对象

this指针是隐含在每一个非静态成员函数内的一个指针
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 ```cpp

  include

  using namespace std;

class Person { public: Person(int age) { //this指针指向的 被调用的成员函数所属对象 //谁在调用函数，this就指向谁 this->age = age;//如果出现命名相同，用this指针可以区分，一般注意命名不要重复 }

Person& PersonAddAge(Person& p)//非静态成员函数，返回本体要用引用；如果用值的类型返回，会变成调用拷贝构造函数，返回就是复制一个一样参数的对象，而不是返回本身
{
    this->age += p.age;//相当于：p2 += p1；p2 = p2 + p1

    //this 指向p2的指针，而且*this指向的是p2这个对象本体
    return *this;//这种能返回调用对象本身的做法就是链式编程思想
}

int age;

};

//1、解决名称冲突 void test01() { Person p1(18); cout << “p1的年龄为：” << p1.age << endl; }

//2、返回对象本身用*this void test02() { Person p1(10); Person p2(10);

//这种编程思想就是：链式编程思想
p2.PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1);//这会出错是因为开始用的是void函数是无返函数，函数结束没有返回值，无法继调用函数，如果可以返回一个p2就可以执行
cout << "p2的年龄为：" << p2.age << endl;

}

int main() { test01();

test02();

system("pause");

return 0;

}

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<a name="OeqTO"></a>
### 空指针访问成员函数
C++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<br />如果用到this指针，需要加以判断保证代码的健壮性<br />**示例：**
```cpp
#include<iostream>
using namespace std;

class Person
{
public:
    void showClassName()
    {
        cout << "this is Person class" << endl;
    }

    void showPersonAge()
    {
        //解决办法
        if(this == NULL)//如果指针为空，直接返回，防止别人乱输入空指针出现报错
        {
            return;
        }

        //报错是因为this指针指向的Person* p对象指向的是一个空指针，对象没有实体，所以无法访问属性
        cout << "age= " << this->m_Age << endl;//属性前面默认有this指针，如：this->m_Age

    }

    int m_Age;
};

void test01()
{
    Person * p = NULL;//空指针是可以访问成员的，主要要注意访问属性时的问题

    p->showClassName();
    p->showPersonAge();
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

const修饰成员函数

常函数：

• 成员函数后加const后我们称这个函数为常函数
• 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：

#include<iostream>
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
    //const Person * const this
    //当成员函数后面加上const修饰的是this指针，指针的值也不可以修改
    void showPerson() const//函数末尾加了const相当于；const即修饰指针，又修饰常量；指针指向和数值都不可以改变了
    {
        //this->m_A = 100;//函数加const之后这行代码失效，因为m_A已经变为不可修改的左值，这个和this指针有关
        //this = NULL;//报错是因，this指针已经指向p了，由于指针就是指针常量，不能改变指向
        this->m_B = 100;
    }
    void func()
    {
        m_A = 100;
    }

    int m_A;
    mutable int m_B;//特殊变量，即使在常函数中，也可以修改这个值，加上关键字mutable；因为mutable（可变的）会自动屏蔽const
};

void test01()
{
    Person p;
    p.showPerson();
}

//常对象
void test02()
{
    const Person p;//在对象前面加const，变为常对象，常对象的值不能修改
    //p.m_A = 100;//报错，因为是不可修改的左值，p对象被const修饰了
    p.m_B;//因为m_B这个属性是可以忽略const，在常对象下也可以修改

    //常对象只能调用常函数
    p.showPerson();
    //p.func();//报错,因为普通成员函数可以修改属性，而常对象本身不允许修改属性
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

友元

生活中家有客厅（public），有卧室（private）
客厅所有来的客人都可以进去，但是卧室是私有的
但是也可以邀请最要好的朋友进去

在程序里，有些私有属性 也想让类外一些特殊的函数或者类进行访问，就需要用到友元的技术

有元的目的就是让一个函数或者类访问另外一个类中私有成员

缺点：会破坏封装性,降低面向对象的价值

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

  必须借助对象才能访问类的私有成员，不能直接访问 ```cpp

  include

  include

  using namespace std;

class Building { //goodGay全局函数是Building的好友，可以访问Building中的私有成员 friend void goodGay(Building* building);//全局函数声明

public: Building()//构造函数，给属性赋初始值 { m_SittingRoom = “客厅”; m_BedRoom = “卧室”; }

public: string m_SittingRoom;//客厅

private: string m_BedRoom;//卧室

};

//全局函数 void goodGay(Building* building) { cout << “好基友的全局函数 正在访问：” << building->m_SittingRoom << endl;

cout << "好基友的全局函数 正在访问：" << building->m_BedRoom << endl;//原本报错是因为无法访问类的私有属性，但函数做了类的友元之后就不报错

}

void test01() { Building buiding;//实例化一个building对象 goodGay(&buiding);//因为函数形参是指针，如果要把上面对象传入函数，就传地址才行 }

int main() { test01();

system("pause");
return 0;

}

练习<br />定义一个点Point类，里面有输出点位置的函数Getxy(),和求２点间距离的友元函数friend double Distance(Point,Point),<br />    试在主函数中求出２点间距离并输出。
```cpp
#include <iostream>
using namespace std;

class Point
{
    friend double Distance(Point m, Point n);
    double x, y;
public:
    Point(double i,double j)
    {
        x = i;
        y = j;
    }
    void Getxy()
    {
        cout << "(" << x << "," << y << ")" << endl;
    }
};
double Distance(Point m,Point n)
{
    double dx = m.x - n.x;
    double dy = m.y - n.y;
    return sqrt(dx * dx + dy * dy);
}
int main()
{
    double d1x = 3.0, d1y = 4.0, d2x = 6.0, d2y = 8.0;
    Point d1(d1x, d1y), d2(d2x, d2y);
    double d = Distance(d1, d2);
    cout << "distance is:" << d << endl;

    return 0;
}

类作友元

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Building;//这个是为了提前告诉GoodGay类有Building这个类，防止一上来就报错
class GoodGay
{

public:
    GoodGay();//这相当于类外成员函数的声明

    void visit();//参观函数 访问Building中的属性
    Building* building;
};

class Building
{
    //GoodGay是本类的好朋友，可以访问本类中的私有成员
    friend class GoodGay;

public:
    Building();

public:
    string m_SittingRoom;//客厅

private:
    string m_BedRoom;//卧室
};

//类外写成员函数
Building::Building()//加个作用域，表示是Building类的构造函数，作用域一般写在类名和函数名前
{
    m_SittingRoom = "客厅";
    m_BedRoom = "卧室";
}
GoodGay::GoodGay()//加个作用域，表示是GoodGay类的构造函数
{
    //创建一个建筑物对象
    building = new Building;//开辟一个对象到堆区，调用Building函数
}
void GoodGay::visit()//加个作用域，表示是GoodGay类的成员函数，注意作用域写的位置
{
    cout << "好基友这个类正在访问：" << building->m_SittingRoom << endl;

    cout << "好基友这个类正在访问：" << building->m_SittingRoom << endl;//原本报错，但当GoodGay类在Building类中是作为友元，则可以读取私有成员，这段就不会报错
}

void test01()
{
    GoodGay gg;
    gg.visit();
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

练习
有一个日期（Date）类的对象和一个时间（Time）类的对象，要求将 Time类声明为 Date 类的友元类，
通过 Time 类中的 display函数引用 Date 类对象的私有数据，一次输出年、月、日和时、分、秒。

#include <iostream>
using namespace std;

class Date;
class Time
{
    int hour;
    int minute;
    int sec;
public:
    Time(int, int, int);
    void display(Date&);
};

class Date
{
    int year;
    int month;
    int day;
public:
    Date(int, int, int);
    friend Time;
};

Time::Time(int h,int m,int s)
{
    hour = h;
    minute = m;
    sec = s;
}

void Time::display(Date &d)
{
    cout << d.year << "/" << d.month << "/" << d.day << endl;
    cout << hour << ":" << minute << ":" << sec << endl;
}

Date::Date(int d,int m,int y)
{
    year = y;
    month = m;
    day = d;
}

int main()
{
    Time t1(23, 59, 59);
    Date d1(16, 11, 2021);
    t1.display(d1);
    return 0;
}

成员函数作友元

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Building;
class GoodGay
{

public:
    GoodGay();//构造函数

    void visit();//让visit函数可以访问Building中私有成员
    void visit2();//让visit函数不可以访问Building中私有成员

    Building* building;
};

class Building
{
    //告诉编译器 GoodGay类下的visit作为本类的好友，可以访问私有成员
    friend void GoodGay::visit();

public:
    Building();//构造函数，给属性赋初始值

public:
    string m_SittingRoom;//客厅

private:
    string m_BedRoom;//卧室

};

//类外实现成员函数
Building::Building()//Building的构造函数
{
    m_SittingRoom = "客厅";
    m_BedRoom = "卧室";
}
GoodGay::GoodGay()//GoodGay构造函数
{
    building = new Building;//把数据放到堆区，用指针维护Building
}
void GoodGay::visit()//成员函数作友元
{
    cout << "visit正在访问：" << building->m_SittingRoom << endl;

    cout << "visit正在访问：" << building->m_BedRoom << endl;
}
void GoodGay::visit2()//成员函数
{
    cout << "visit2正在访问：" << building->m_SittingRoom << endl;

    //cout << "visit2正在访问：" << building->m_BedRoom << endl;
}

//测试
void test01()
{
    GoodGay gg;
    gg visit;
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

运算符重载

运算符重载概念：对已有的运算符进行重定义，赋予其另一种功能，以适应不同类型的数据

加号运算符重载

作用：事项两个自定义数据类想相加的运算
示例：
成员函数重载加号

#include<iostream>
using namespace std;

//加号运算符重载
class Person
{

public:
    //1、成员函数重载+号
    Person operator+(Person& p)
    {
        Person.temp;
        temp.m_A = this->m_A + p.m_A;
        temp.m_B = this->m_B + p.m_B;
        return temp;
    }

    int m_A;
    int m_B;
};

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

    Person p2;
    p2.m_A = 10;
    p3.m_B = 10;

    //成员函数重载加号本质调用
    //Person p3 = p1.operator+(p2);
    Person p3 = p1 + p2;//没有重载+号前会报错

    cout << "p3.m_A" << p3.m_A << endl;
    cout << "p3.m_B" << p3.m_B << endl;
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

全局函数重载加号
全局函数要调用两个对象

#include<iostream>
using namespace std;

//加号运算符重载
class Person
{

public:
    int m_A;
    int m_B;
};

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

//函数重载的版本
Person operator+(Person& p1, int number)
{
    Person temp;
    temp.m_A = p1.m_A + number;
    temp.m_B = p1.m_B + number;
    return temp;
}

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

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

    //全局函数重载加号的本质调用
    //Person p3 = operator+(p1, p2);
    Person p3 = p1 + p2;//没有重载+号前会报错

    cout << "p3.m_A = " << p3.m_A << endl;
    cout << "p3.m_B = " << p3.m_B << endl;

    //运算符重载 也可以发生函数重载
    Person p4 = p1 + 100;//函数重载前报错，因为Person + int是没有加号重载过的，重载后正确

    cout << "p4.m_A = " << p4.m_A << endl;
    cout << "p4.m_B = " << p4.m_B << endl;
}

int main()
{
    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：可以输出自定义数据类型
示例：

#include<iostream>
using namespace std;

//左移运算符重载
class Person
{
    friend ostream& operator<<(ostream& cout, Person& p);//左移运算符重载函数作为类的友元，函数就可以访问类的私有属性

public:
    Person(int a, int b)//有参构造函数
    {
        m_A = a;
        m_B = b;
    }

private:
    //利用成员函数重载 左移运算符 p.operator<<(out)  简化版本p << cout；但目标结果是要cout << p
    //不会用成员函数重载<<运算符，因为无法实现cout在左侧
    //void operator<<( ){}

    int m_A;
    int m_B;
};

//只能用全局函数重载左移运算符
ostream& operator<<(ostream& cout, Person& p)//本质 operator << (cout,p) 简化 cout << p
{
    cout << "m_A = " << p.m_A << " " << "m_B = " << p.m_B << " ";//私有属性无法访问，但让该函数声明在类中作为友元存在之后就可以访问
    return cout;
}

void test01()
{
    Person p(10, 10);//调用有参构造函数

    //cout的定义是输出流对象，vs查看定义，选中右键转到定义双击符号定义结果
    //cout的定义是ostream 代表是输出流
    cout << p << "hello world" << endl;
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：重载左移运算符配合友元可以实现输出自定义数据类型

递增运算符重载

作用：通过重载递增运算符，实现自己的整型数据

#include<iostream>
using namespace std;

//重载递增运算符

//自定义整型
class MyInteger
{
    friend ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger myint);//全局函数做友元，访问类的私有属性

public:
    MyInteger()//构造函数初始化类属性
    {
        m_Num = 0;
    }

    //重载前置递增运算符
    MyInteger& operator++()//返回引用为了一直对一个数据进行递增操作
    {
        //先进行++运算
        m_Num++;

        //再将自身做返回
        return *this;
    }

    //重载后置递增运算符
    //int代表的是占位参数，可以区分前置和后置递增
    MyInteger operator++(int)//后置不要返回引用，返回值就行
    {
        //先记录当时结果
        MyInteger temp = *this;//因为temp是局部对象，当前函数执行完就马上释放，再返回引用就是非法操作

        //再递增
        m_Num++;

        //最后将记录结果做返回
        return temp;
    }

private:
    int m_Num;

};

//重载左移<<运算符
ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger myint)
{
    cout << myint.m_Num;
    return cout;
}

void test01()
{
    MyInteger myint;

    cout << ++(++myint) << endl;
    cout << myint << endl;
}

void test02()
{
    MyInteger myint;

    cout << myint++ << endl;
    cout << myint << endl;
}

int main()
{
    test01();

    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

递减运算符重载

#include<iostream>
using namespace std;

//重载递减运算符

//自定义整型
class MyInteger
{
    friend ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger myint);

public:
    MyInteger()
    {
        m_A = 10;
    }

    MyInteger& operator--()
    {
        m_A--;
        return *this;
    }

    MyInteger operator--(int)
    {
        MyInteger temp = *this;

        m_A--;

        return temp;
    }

private:
    int m_A;
};

ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger myint)
{
    cout << myint.m_A;
    return cout;
}

void test01()
{
    MyInteger myint;
    cout << --(--myint) << endl;
    cout << myint << endl;
}

void test02()
{
    MyInteger myint;
    cout << myint-- << endl;
    cout << myint << endl;
}

int main()
{
    test01();

    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

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（只要是值拷贝都会引发深浅操作的问题）

前三个是可以空实现的，不写也会提供

只要是值拷贝，都会引发浅拷贝问题
如果类中有属性指向堆区做赋值操作也会出现浅拷贝问题

#include<iostream>
using namespace std;

//赋值运算符重载

class Person
{
public:
    Person(int age)
    {
        m_Age = new int(age);
    }

    ~Person()//释放堆区数据
    {
        if (m_Age != NULL)
        {
            delete m_Age;
            m_Age = NULL;
        }
    }

    //重载 赋值运算符
    Person& operator=(Person& p)//不要返回值，要返回引用，因为返回值是调用拷贝构造函数，创建一个新的副本，而非本身
    {
        //编译器提供的是浅拷贝
        //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，然后深拷贝，比如这里p2有值要先释放掉，才能赋值
        if (m_Age != NULL)
        {
            delete m_Age;
            m_Age = NULL;
        }

        //深拷贝
        m_Age = new int(*p.m_Age);//相当于把p2的杠赋予的值，重新分配在新的堆区

        //返回本身
        return *this;//为了链式编程
    }

    int* m_Age;
};

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

    p3 = p2 = p1;//赋值操作，报错是因为取得内存重复释放，解决办法，用深拷贝

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

int main()
{
    test01();

    int a = 10;
    int b = 20;
    int c = 30;

    c = b = a;

    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
    cout << "c = " << c << endl;

    system("pause");

    return 0;
}

关系运算符重载

作用：重载关系运算符，可以让两个自定义类型对象进行对比操作
示例：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

//关系运算符重载
class Person
{
public:
    Person(string name, int age)
    {
        m_Name = name;
        m_Age = age;
    }

    //重载关系运算符==
    bool operator==(Person& p)
    {
        if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
        {
            return true;
        }
        return false;
    }

    //重载关系运算符!=
    bool operator!=(Person& p)
    {
        if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
        {
            return false;
        }
        return true;
    }

    string m_Name;
    int m_Age;
};

void test01()
{
    Person p1("Tom", 18);
    Person p2("Tom", 18);

    if (p1 == p2)
    {
        cout << "p1 和 p2 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()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

函数调用运算符重载

• 函数调用运算符（）也可以重载
• 由于重载后使用的方式非常想函数的调用，因此成文仿函数
• 仿函数没有固定写法，非常灵活

示例：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

//函数调用运算符重载

//打印输出类
class MyPrint
{
public:
    //重载函数调用运算符
    void operator()(string test)
    {
        cout << test << endl;
    }
};

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

void test01()
{
    MyPrint myPrint;

    myPrint("hello world");//函数调用运算符重载，由于使用起来很像函数调用，因此成文仿函数

    MyPrint02("hello world");//普通函数调用
}

//仿函数非常灵活，没有固定写法
//加法类
class MyAdd
{
public:
    int operator()(int num1,int num2)
    {
        return num1 + num2;
    }
};

void test02()
{
    MyAdd myadd;
    int ret = myadd(100,100);
    cout << "ret = " << ret << endl;

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

}

int main()
{
    test01();

    test02();

    system("pause");
    return 0;
}

继承

继承是面向对象三大特征之一
有些类与类之间存在特殊关系如下

我们发现，定义一些类时，下级别的成员除了有上一级的共性，还有自己的特性
这个时候我们可以考虑利用继承的技术，减少重复的代码

继承的基本语法

例如我们看到的很多网站中，都有公共的头部，公共的底部，甚至有公共的左侧列表，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，看一下继承催你在的意义以及好处
普通实现：

#include<iostream>
using namespace std;

//普通实现页面

//Java页面
class Java
{
public:
    void headr()
    {
        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
class Python
{
public:
    void headr()
    {
        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++
class CPP
{
public:
    void headr()
    {
        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()
{
    cout << "Java下载视频页面如下：" << endl;
    Java ja;
    ja.header();
    ja.footer();
    ja.left();
    ja.content();

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

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

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

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



int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

继承实现页面：

#include<iostream>
using namespace std;

//继承实现页面

//继承的好处：减少重复的代码
//语法：class 子类 ：继承方式 父类
//子类也成为：派生类
//父类也成为：基类

//公共页面类
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
class Python : public BasePage
{
public:
    void content()
    {
        cout << "Python学科视频" << endl;
    }
};

//C++
class CPP : public BasePage
{
public:
    void content()
    {
        cout << "C++学科视频" << endl;
    }
};

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

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

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

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

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

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

总结：
继承的好处：减少重复的代码
语法：class A : public B{ };

A称为子类 或 派生类
B称为父类 或 基类

派生类中的成员，包含两部分
一类是从基类继承过来的，一类时自己增加的成员
从基类继承过来的表现其共性，二新增的成员体了其个性

继承方式

继承语法：class 子类 ：继承方式 父类

继承方式有三种：

• 公有继承 class Son1 : public Base
• 保护继承 class Son2 : protected Base
• 私有继承 class Son3 : private Base

示例：

#include<iostream>
using namespace std;

//继承方式

//公共继承
class Base1//父类
{
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，到子类中依然是公共权限
        m_B = 10;//父类中的保护权限成员，到子类中依然是保护权限
        //m_C = 10;//报错：父类中的私有权限成员，子类访问不到
    }

};

void test01()//验证继承后的权限
{
    Son1 s1;
    s1.m_A = 100;//公共权限类内，类外都可以访问
    //s1.m_B = 100;//报错：保护权限内容，子类可以访问，内外不可以
}

//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 = 100;//父类中的公共权限成员，到子类中变为保护权限
        m_B = 100;//父类中的保护权限成员，到子类中依然是保护权限
        //m_C = 100;//报错：父类中的私有权限成员，子类访问不到
    }
};

void test02()//验证继承后的权限
{
    Son2 s1;
    //s1.m_A = 1000;//因为子类Son2中，是保护继承父类Base的公共权限，该内容会由公共权限变为保护权限；根据保护权限内容，子类可以访问，内外不可以所以报错
    //s1.m_B = 1000;//报错：保护权限内容，子类可以访问，内外不可以
}

//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 = 100;//父类中的公共权限成员，到子类中变为私有权限
        m_B = 100;//父类中的保护权限成员，到子类中变为私有权限
        //m_C = 100;//报错：父类中的私有权限成员，子类访问不到
    }

};
class GrandSon3 : public Son3//验证继承后的权限
{
    void func()
    {
        //全部报错：父类中可继承的成员，再上一个子类中都变为了私有成员，再往下继承的子类访问不到
        //m_A = 100;
        //m_B = 100;
        //m_C = 100;
    }

};

void test03()//验证继承后的权限
{
    Son3 s1;
    //s1.m_A = 1000;//私有成员类外访问不到
    //s1.m_B = 1000;//私有成员类外访问不到
}

int main()
{
    test01();

    test02();

    test03();

    system("pause");
    return 0;
}

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：

#include<iostream>
using namespace std;

//继承中的对象模型

//公共继承
class Base//父类
{
public:
    int m_A;

protected:
    int m_B;

private:
    int m_C;
};

//公共继承
class Son : public Base
{
public:

    int m_D;
};

//利用开发人员命令提示工具查看对象模型
//跳转盘符 E:
//跳转文件路径cd 具体路径
//查看工程命名
//cl /d1 reportSingleClassLayout类名 文件名

void test01()
{
    //16
    //在父类中所有非静态成员属性都会被子类继承下去
    //父类中的私有成员属性，是被编译器隐藏了，因此访问不到，但是确实是被继承下去了
    cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

结论：父类中所有非静态成员都被继承了，私有成员也被继承了，只是编译器隐藏所以看到不到，子类也无法访问到

继承中构造和析构顺序

子类继承父类后，当创建子类对象，也会调用父类构造函数

问题：父类和子类的构造和析构顺序是谁先谁后？
示例：

#include<iostream>
using namespace std;

//继承中的构造和析构的顺序

class Base//父类
{
public:
    Base()
    {
        cout << "Base的构造函数" << endl;
    }

    ~Base()
    {
        cout << "Base的析构函数" << endl;
    }
};

//公共继承
class Son : public Base
{
public:
    Son()
    {
        cout << "Son的构造函数" << endl;
    }
    ~Son()
    {
        cout << "Son的析构函数" << endl;
    }
};

void test01()
{

    Base b;
    cout << endl;

    //继承中的构造和析构的顺序如下：
    //先构造父类，再构造子类，析构的顺序与构造的顺序发相反
    Son s;

}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

总结：继承中，先调用父类构造函数，再的调用子类构造函数，析构顺序与构造相反

继承同名成员处理方式

问题：当子类与父类出现同名的成员，如何通过子类对象，访问到子类或父类中同名的数据呢？

• 访问子类同名成员 直接访问即可
• 访问父类同名成员 需要加作用域

示例：

#include<iostream>
using namespace std;

class Base//父类
{
public:
    Base()
    {
        m_A = 100;
    }

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

    void func(int a)//函数重载
    {
        cout << "Base - func(int a)调用" << endl;
    }

    int m_A;

};

//公共继承
class Son : public Base
{
public:
    Son()
    {
        m_A = 200;
    }

    int m_A;

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

//同名成员属性出力方式
void test01()
{
    Son s;
    cout << "Son 下面的 m_A = " << s.m_A << endl;
    //如果通过子类对象 访问到父类中同名成员，需要加作用域
    cout << "Base 下面的 m_A = " << s.Base::m_A << endl;
}

//同名成员函数处理方式
void test02()
{
    Son s;
    s.func();//直接调用，调用的是子类中的同名成员函数

    //加作用域，可以调用到父类中的同名成员函数
    s.Base::func();

    //如果子类中出现和父类同名的成员函数，子类的同名成员函数会隐藏掉父类的所有同名成员函数
    //如果想访问到父类中被隐藏的同名成员函数，需要加作用域
    //s.func(100); 这种无法访问
    s.Base::func(100);
}

int main()
{
    test01();

    test02();

    system("pause");
    return 0;
}

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成员函数

继承同名静态成员处理方式

问题：继承中同名的静态成员在子类对象上如何进行访问？
静态成员和非静态成员出现同名，处理方式一致

• 访问子类同名成员，直接访问即可
• 访问父类同名成员，需要加作用域

示例：

#include<iostream>
using namespace std;

//继承中的同名静态成员处理方式

class Base//父类
{
public:
    static int m_A;//类内声明

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

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

int Base::m_A = 100;


class Son : public Base
{
public:
    static int m_A;

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

int Son::m_A = 200;


//同名静态成员属性
void test01()
{
    //1、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;
    cout << endl;

    //2、通过类名访问
    cout << "通过类名访问：" << endl;
    cout << "Son 下 m_A = " << 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 << "Base 下 m_A = " << Son::Base::m_A << endl;
    cout << endl;
}

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

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

    //Son::func(100);无法调用父类的重载函数,要如下面加上父类作用域才可以
    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，只不过有两种访问方式（通过对象 和 通过类名）

多继承语法

C++允许一个类继承多个类
语法：class 子类 ：继承方式 父类1，继承方式 父类2……
多继承可能会引发父类中有同名成员出现，需要加作用域区分

C++时机开发中不建议用多继承

示例：

#include<iostream>
using namespace std;

//多继承语法

class Base1//父类
{
public:
    Base1()
    {
        m_A = 100;
    }

    int m_A;
};

class Base2//父类
{
public:
    Base2()
    {
        m_A = 200;
    }

    int m_A;
};

//子类 需要继承Base1和Base2
//语法：class 子类 ：继承方式 父类1，继承方式 父类2……
class Son : public Base1, public Base2
{
public:
    Son()
    {
        m_C = 300;
        m_D = 400;
    }

    int m_C;
    int m_D;
};

void test01()
{
    Son s;
    cout << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl;
    cout << endl;

    //当父类中出现同名成员。需要加作用域区分
    cout << "base1 下的m_A = " << s.Base1::m_A << endl;
    cout << "base2 下的m_A = " << s.Base2::m_A << endl;
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

总结：多继承中如果父类出现了同名情况，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，当羊驼使用数据时，就会产生二义性
2. 羊驼继承了两份动物的数据，其实这份数据只要一份就可以了

示例：

#include<iostream>
using namespace std;

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

//利用虚继承，解决菱形继承的问题
//继承之前加上关键字virtual 变为虚继承
//Animal类称为 虚基类
//羊类
class sheep: virtual public Animal{};
//驼类
class Tuo: virtual public Animal{};

//羊驼类
class sheepTuo: public Sheep, public Tuo{};

void test01()
{

    sheepTuo st;
    st.Sheep::m_Age = 18;
    st.Tuo::m_Age = 28;

    //菱形继承，两个父类拥有相同的数据，需要加作用域区分
    //开启virtual之后，数据只有一份了，所以不管值怎么变都只认最后一次修改该的值
    cout << "st.Sheep::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl;    //虚继承前：18        //虚继承后：28
    cout << "st.Tuo::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl;        //虚继承前：28        //虚继承后：28
    cout << "st.m_Age = " << st.m_Age << endl;//虚继承后才能使用

    //这份数据在只要有一份就可以，菱形继承导致数据有两份，是资源浪费

}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

左边开启virtual，右边没开启

vbptr（虚基类指针）-> vbtable（虚基类表）
v - virtual v - virtual
b - base b - base
ptr - pointer table - 表格

总结：

• 菱形继承带来的主要问题是子类继承两份相同的数据，导致资源浪费以及毫无意义
• 利用虚继承可以解决菱形继承问题

多态

多态的基本概念

多态是C++面向对象三大特征之一
多态是对继承的补充
多态分为两类：

• 静态多态：函数是重载 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

示例：

#include<iostream>
using namespace std;

//多态

//动物类
class Animal
{
public:
    //虚函数，父类一定要写virtual 子类可以不用写
    //重写：函数返回值类型，函数名，参数列表 完全相同
    virtual void speak()
    {
        cout << "动物在说话" <<endl;
    }
};

class Cat: public Animal
{
public:
    virtual void speak()//子类可以写virtual也可以不用写
    {
        cout << "小猫在说话" <<endl;
    }
};

//狗类
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 在编译阶段就确定了函数地址
如果想执行猫说话，要这个函数地址不能提前绑定，需要在运行阶段进行绑定，地址晚绑定

//动态多态满足条件：
//1、有继承关系
//2、子类重写父类中的虚函数

//动态多态使用：
//父类的指针或者引用，指向子类对象

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

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：

• 父类指针或者引用指向子类对象

重写：函数返回值类型 函数名 参数列表 完全一致称为重写

多态原理剖析

#include<iostream>
using namespace std;

//多态

//动物类
class Animal
{
public:
    virtual void speak()//四个字节
    {
        cout << "动物在说话" <<endl;
    }
};

class Cat: public Animal
{
public:
    void speak()
    {
        cout << "小猫在说话" <<endl;
    }
};

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

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

void test01()
{
    Cat cat;
    doSpeak(cat);

    Dog dog;
    dospeak(dog);
}

void test02()
{
    //如果animal中的speak函数不是虚函数，是个空类的话大小为：1
    //如果animal中的speak函数是虚函数的话大小为：4；这个大小是指针的大小
    cout << "sizeof Animal = " << sizeof(Animal) << endl;
}

int main()
{
    test01();

    test02();

    system("pause");
    return 0;
}

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，设计实现两个操作进行运算的计算器类

多态的优点：

• 代码组织机构清晰
• 可读性强
• 苦于前期和后期的扩展以及维护

示例：普通写法；不利于维护扩展

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

//创建计算机类
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;
        }
        //想扩展新的操作新的功能，需要修改源码
        //在正式开发中，提倡开闭原则
        //开闭原则：对扩展进行开放，对修改进行关闭
    }

    int m_Num1;//操作数1
    int m_Num2;//操作数2
};

void test01()
{
    //创建计算器对象
    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;
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

多态写法

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

//利用多态实现计算器
//多态好处：
// 1、组织结构清晰
// 2、可读性强
// 3、对于前期和后期的扩展和维护性高
//实现计算器抽象类
class AbstractCalculator//抽象类
{
public:

    virtual int getResult()
    {
        return 0;
    }

    int m_Num1;
    int m_Num2;
};

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

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

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

void test01()
{
    //多态使用条件
    //父类指针或者引用指向子类对象

    //加法运算
    AbstractCalculator* abs = new AddCalculator;
    abs->m_Num1 = 10;
    abs->m_Num2 = 10;
    cout << abs->m_Num1 << " + " << abs->m_Num2 << " = " << abs->getResult() << endl;
    //用完后记得销毁
    delete abc;

    //减法运算
    abs = new SubCalculator;
    abs->m_Num1 = 100;
    abs->m_Num2 = 100;
    cout << abs->m_Num1 << " - " << abs->m_Num2 << " = " << abs->getResult() << endl;
    delete abc;


    abs = new MulCalculator;
    abs->m_Num1 = 100;
    abs->m_Num2 = 100;
    cout << abs->m_Num1 << " * " << abs->m_Num2 << " = " << abs->getResult() << endl;
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

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，主要是调用子类重写的内容
因此可以将函数改为纯虚函数

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

多态的使用条件：父类的指针或引用指向子类对象
多态的目的就是为了让接口通用化，一个父类指针可以根据不同子类来定义

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，无法实例化对象

示例：

#include<iostream>
using namespace std;

//纯虚函数和抽象类
class Base
{
public:

    //纯虚函数
    //只要有一个纯虚函数，这个类称为抽象类
    //抽象类特点；
    //1、无法实例化对象
    //2、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
    virtual void func() = 0;
};

class Son : public Base
{
public:
    virtual void func() //子类必须要重写虚函数，否则无法实例化对象；重写和普通函数一样，不要模仿父类写法
    {
        cout << "func函数调用" << endl;
    };

};

void test01()
{
    //不管在栈区 或 堆区
    //Base b;//抽象类无法实例化对象
    //new Base;//抽象类无法实例化对象
    Base* base = new Son; //多态的使用条件：父类的指针或引用指向子类对象
    base->func();//这里调用的就是子类中的函数成员

    Son s;
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

多态案例二-制作饮品

案例描述;
制作饮品的大致流程为：煮水 - 冲泡 - 倒入杯中 - 加入辅料

利用多态技术实现本案例，提供抽象制作饮品基类，提供子类制作咖啡和茶叶

冲咖啡：煮水 - 冲泡咖啡 - 导入杯中 - 加糖和奶
冲茶叶：煮水 - 冲泡茶叶 - 导入杯中 - 加柠檬

#include<iostream>
using namespace std;

//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 PourInCup() = 0;

    //加入佐料
    virtual void PutSomthing() = 0;

    //制作饮品
    void makeDrink()//只要调用就能走这四个步骤；公共接口
    {
        Boil();
        Brew();
        PourInCup();
        PutSomthing();
    }
};

//制作咖啡
class Coffee : public AbstractDrinking
{
public:
    //煮水
    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 << "倒入杯中" << endl;
    }

    //加入佐料
    virtual void PutSomthing()
    {
        cout << "加入特仑苏和真知棒" << endl;
    }
};

//制作茶
class Tea : public AbstractDrinking
{
public:
    //煮水
    virtual void Boil()
    {
        cout << "煮农夫山泉" << endl;
    }

    //冲泡
    virtual void Brew()
    {
        cout << "冲泡茶叶" << endl;
    }

    //倒入杯中
    virtual void PourInCup()
    {
        cout << "倒入杯中" << endl;
    }

    //加入佐料
    virtual void PutSomthing()
    {
        cout << "加入枸杞" << endl;
    }
};

void doWork(AbstractDrinking* abs)//相当于AbstractDrinking* abs = new Coffee
{
    abs->makeDrink();//一个结构多种形态
    delete abs;//释放堆区数据
}

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

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

    //制作茶叶
    doWork(new Tea);
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

虚析构和纯虚析构

多态使用时，如果子类中有属性开辟到堆区，那么父类指针在释放是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

虚析构和春虚析构共性：

• 都可以解决父类指针释放子类对象
• 都需要由具体的函数实现

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：类内声明：virtual ~类名（）= 0; 类外实现：类名:: ~类名（）{ }

示例：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

//虚析构和纯虚析构
class Animal
{
public:
       Animal()
    {
        cout << "Animal构造函数调用" << endl;
    }

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

    //纯虚函数
    virtual void speak() = 0; 

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

    //父类中的纯虚函数，子类必须重写，否则子类也属于抽象类
    virtual void speak()
    {
        cout << *m_Name << "小猫在说话" << endl;
    }

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

    strnig* m_Name;
}

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

int main()
{
    test01;//

    return 0;
}

总结·：

1. 虚析构和纯虚析构就是用来解决通过父类指针释放子类对象的问题
2. 如果子类没有堆区数据，可以不用写虚析构函数和纯虚析构函数
3. 拥有纯虚析构的类也是抽象类

多态案例三 - 电脑组装

案例描述：
电脑主要组成部件为cpu（用于计算），显卡（用于显示），内存条（用于存储）
将每个零件封装出抽象基类，并且提供不同的厂商生产不同的零件，例如Intel厂商和联想厂商
创建电脑类提供让电脑工作的函数，并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>
#include<string>
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GPU
class GPU
{
public:
    //抽象的计算函数
    virtual void display() = 0;
};

//抽象内存条
class Memory
{
public:
    //抽象的计算函数
    virtual void storage() = 0;
};

//电脑类
class Computer
{
public:
    Computer(CPU* cpu, GPU* gpu, Memory* mem)
    {
        m_cpu = cpu;
        m_gpu = gpu;
        m_mem = mem;
    }

    //提供工作的函数
    void work()
    {
        //让零件工作的接口
        m_cpu->calculate();

        m_gpu->display();

        m_mem->storage();
    }

    //提供一个析构函数 来释放三个电脑零件
    ~Computer()
    {
        //释放CPU零件
        if (m_cpu != NULL)
        {
            delete m_cpu;
            m_cpu = NULL;
        }

        //释放GPU零件
        if (m_gpu != NULL)
        {
            delete m_gpu;
            m_gpu = 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
    GPU* m_gpu;//显卡零件指针
    Memory* m_mem;//内存条零件指针
};

//具体厂
//Intel厂商
class IntelCPU : public CPU
{
public:
    virtual void calculate()
    {
        cout << "Intel的CPU开始运算了" << endl;
    }
};
class IntelGPU : public GPU
{
public:
    virtual void display()
    {
        cout << "Intel的GPU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;
    }
};

//AMD厂商
class AMDCPU : public CPU
{
public:
    virtual void calculate()
    {
        cout << "AMD的CPU开始运算了" << endl;
    }
};
class AMDGPU : public GPU
{
public:
    virtual void display()
    {
        cout << "AMD的GPU开始显示了" << endl;
    }
};
class AMDMemory : public Memory
{
public:
    virtual void storage()
    {
        cout << "AMD的内存条开始存储了" << endl;
    }
};

//组装不同电脑
void test01()
{
    //第一台电脑
    cout << "第一台电脑开始工作" << endl;
    CPU* intelCPU = new IntelCPU;
    GPU* intelGPU = new IntelGPU;
    Memory* intelMem = new IntelMemory;

    //第一台电脑组装
    Computer* computer1 = new Computer(intelCPU, intelGPU, intelMem);
    computer1->work();
    delete computer1;

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

    //第二台电脑组装
    cout << "第二台电脑开始工作" << endl;
    Computer* computer2 = new Computer(new AMDCPU, new AMDGPU, new AMDMemory);
    computer2->work();
    delete computer2;

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

    //第三台电脑组装
    cout << "第三台电脑开始工作" << endl;
    Computer* computer3 = new Computer(new AMDCPU, new IntelGPU, new AMDMemory);
    computer3->work();
    delete computer3;
}

int main()
{
    test01();

    return 0;
}

文件操作

程序运行时产生的数据都属于临时数据，程序一旦运行结束都会被释放
通过文件可以将数据持久化
C++中队文件操作需要包含头文件

文件类型分为两种：

1. 文本文件 - 文件以文本的ASCII码的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储存在计算机中，用户一般不能直接读懂他们

操作文件的三大类

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

   文本文件

   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：

注意：文件打开方式可以配合使用，利用 | 操作符
例如：利用而二进制方式写文件 ios::binary | ios::out

#include<iostream>
#include<fstream>//写文件的头文件
using namespace std;

//文本文件 写文件
void test01()
{
    //1、包含头文件 fstream

    //2、创建流对象，这个流对象就是一个类
    ofstream ofs;

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

    //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()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

输出结果：不会把数据显示再屏幕上，但会创建一个文件在项目里

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
• 打开文件时需要指定操作文件的路径，以及打开方式
• 利用<<可以向文件中写数据
• 操作完毕，要关闭文件

读文件

读文件与写文件步骤相似，但是读取方式相对比较多

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,最好记住第三种，或者第二种
5.关闭文件
if.sclose();

示例：

#include<iostream>
#include<fstream>//写文件的头文件
#include<string>//第三种方法会用到string
using namespace std;

//文本文件 写文件
void test01()
{
    //1、包含头文件 fstream

    //2、创建流对象，这个流对象就是一个类
    ifstream ifs;

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

    //如果文件打开失败就输出下面一行字符
    if (!ifs.is_open())//判断条件，取反代表没有打开
    {
        cout << "文件打开失败" << endl;
        return;//是为了断开不让往下读数据
    }

    //4、读数据，四种方法
    //第一种

    //创建一个字符数组，用0初始化数组
    char buf[1024] = { 0 };//1024只是为了声明不是代表只有1024个字符
    //用while循环，把文件数据放在上面这个数组中
    while (ifs >> buf)//这里条件是，ifs一直读文件，读到文件末尾就会返回一个假值退出循环
    {
        cout << buf << endl;
    }


    //第二种
    char buf[1024] = { 0 };
    //用ifs的成员函数ifs.getline来做循环条件
    while (ifs.getline(buf, sizeof(buf)))//ifs.getline(元素首地址，sizeof(字符空间数组长度))
    {
        cout << buf << endl;
    }

    //第三种
    string buf;
    //用getline()函数做循环条件
    while (getline(ifs,buf))//getline(输入流对象，准备好的字符串)
    {
        cout << buf << endl;
    }

    //第四种(不推荐使用)
    //是一个一个字符读取出来，读出来放到c里面
    char c;
    //用ifs的成员函数ifs.get()来做循环条件
    while ((c = ifs.get()) != EOF)//ifs.get()每一次就读一个字符，并且把字符赋值给字符c；EOF==end of file，文件尾部的标准，如果读到尾就一直读
    {
        cout << c;
    }

    //5、关闭文件
    ifs.close();
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：

• 读文件可以利用ifstream，或者fstream类
• 利用is_open函数可以判断文件是否打开成功
• close关闭文件

二进制文件

以二进制的方式对文件进行读写
打开方式要指定为ios::binary

写文件

二进制方式写文件主要利用流对象调用成员函数write
函数原型：ostream& write(const char * buffer, int len);
参数解释：字符指针buffer指向内存中一段存储空间，len数读写的字节数
示例：

#include<iostream>
#include<fstream>//写文件的头文件
using namespace std;

//二进制文件    写文件
class Person
{
public:
    char m_Name[64];    //姓名（最好用c的char来写）
    int m_Age;            //年龄
}
void test01()
{
    //1、包含头文件 fstream

    //2、创建流对象，这个流对象就是一个类
    ofstream ofs;
    ofstream ofs("person.txt", ios::out | ios::binary);//也可以用这种方式写，来打开文件

    //3、指定打开方式(指定路径，打开方式)
    //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()
{
    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

输出结果：看到是乱码，其实是没问题的

读文件

而进制方式读文件，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指向内存种一段存储空间，len是读写的字节
示例：

#include<iostream>
#include<fstream>//写文件的头文件
using namespace std;

//二进制文件    读文件
class Person
{
public:

    char m_Name[64];    //姓名（最好用c的字符数组char来写，c++的string会出现一些问题）
    int m_Age;            //年龄
};

void test01()
{
    //1、包含头文件 fstream

    //2、创建流对象，这个流对象就是一个类
    ifstream ifs;


    //3、打开文件，判断文件是否打开成功
    ifs.open("person.txt",ios::in | ios::binary);

    if (!ifs.is_open())//打开失败
    {
        cout << "文件打开失败" << endl;
        return;//打开失败就不读，直接返回
    }

    //4、读文件
    Person p;

    ifs.read((char*)&p, sizeof(Person));
    cout << "姓名：" << p.m_Name << " " << "年龄：" << p.m_Age << endl;

    //5、关闭文件
    ifs.close();
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}