C 核心编程

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

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：

#include<iostream>
using namespace std;
//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(void)
{
    //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;
    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
• 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：

#include<iostream>
using namespace std;
int* func()
{
    int a = 10;
    return &a;
}
int main() {
    int* p = func();
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;
    return 0;
}

打印结果：

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

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：ElementType* VariableName = new ElementType([InitialValue])
数组：ElementType* ArrayName = new ElementType[ArrayLength]

删除释放数组时语法为：delete[] ArrayName
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

#include<iostream>
using namespace std;
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
    return 0;
}

运行结果：

示例2：开辟数组

#include<iostream>
using namespace std;
//堆区开辟数组
int main() {
    int* arr = new int[10];
    //为数组赋值
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        arr[i] = i + 100;
    }
    //输出数组里的值
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout << arr[i] << endl;
    }
    //释放数组 delete 后加 []
    delete[] arr;
    return 0;
}

运行结果：

2. 引用

作用： 给变量起别名

2.1 引用的基本使用

语法：ElementType &Alias = VariableName

示例：

int a = 10;
int &b = a;

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 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

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：

#include<iostream>
using namespace std;
//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;
    //此时 a = 20，b = 10 因为上面换了一次
    mySwap03(a, b);
    cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;
    return 0;
}

运行结果：

总结：通过引用参数产生的效果同按地址传递是一样的。

2.4 引用做函数返回值

1. 不要返回局部变量的引用，与指针类似

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
//返回局部变量引用
int& test01() {
    int a = 10; //局部变量
    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;
    return 0;
}

运行结果：

1. 函数的调用可以作为左值

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
//返回静态变量引用
int& test02() {
    static int a = 20;
    return a;
}
int main() {
    //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;
    return 0;
}

运行结果：

总结：

• 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

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.
示例：

#include<iostream>
using namespace std;
//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; 
    //内部发现ref是引用，自动帮我们转换为: *ref = 20;
    ref = 20; 
    cout << "a:" << a << endl;
    cout << "ref:" << ref << endl;
    func(a);
    return 0;
}

运行结果：

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：

#include<iostream>
using namespace std;
//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);
    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：ReturnType FunctionName ([ElementType parameter1 = DefaultValue1,...]){}
示例：

#include<iostream>
using namespace std;
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
//错误：int funcx(int a = 10, int b);
//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;
    return 0;
}

运行结果：

总结：

• 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

错误写法：int funcx(int a = 10, int b)

• 函数声明与函数实现时只能有一个默认参数，不然会导致二义性

3.2 函数占位参数

注意：

• 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
• 占位参数还可以有默认参数

语法：ReturnType FunctionName ([ElementType = DefaultValue1,...]){}
示例：

#include<iostream>
using namespace std;
//函数占位参数 ，占位参数也可以有默认参数
void func1(int a, int) {
    cout << "this is func1" << endl;
}
void func2(int a, int = 20) {
    cout << "this is func2" << endl;
}
int main() {
    func1(10,10); //占位参数必须填补
    func2(10);
    return 0;
}

3.3 函数重载

作用：函数名可以相同，提高复用性
函数重载满足条件：

• 同一个作用域下
• 函数名称相同
• 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：

#include<iostream>
using namespace std;
//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);
    return 0;
}

运行结果：

函数重载注意事项

1. 引用作为重载条件

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
//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;
}
int main() {
    int b = 10;
    //若b为const int 类型，则调用func(const int& a)，
    //若b为int 类型，则调用func(int& a)
    func(b);
    //只能调用后者，前者int& a = 120 有语法错误！ 
    func(120);//调用有const
    return 0;
}

运行结果：

1. 函数重载碰到函数默认参数

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
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() {
    //func2(10); //碰到默认参数产生歧义，需要避免
    func2(10, 10);//调用前者
    return 0;
}

运行结果：

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

4.1 封装

4.1.1 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

1. 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

#include<iostream>
using namespace std;
//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;
    return 0;
}

运行结果：

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

#include<iostream>
using namespace std;
//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();
    return 0;
}

运行结果：

1. 封装意义二：类在设计时，可以把属性和行为放在不同的权限下，加以控制

访问权限有三种：

• public 公共权限
• protected 保护权限
• private 私有权限

示例：

#include<iostream>
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
//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
    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

• struct 默认权限为公共
• class 默认权限为私有

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
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
    return 0;
}

4.1.3 成员属性设置为私有

优点:

• 将所有成员属性设置为私有，可以自己控制读写权限
• 对于写权限，我们可以检测数据的有效性

示例：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
class Person {
public:
    //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
    return 0;
}

运行结果：

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。
参考代码：

#include<iostream>
using namespace std;
bool PanDuan(Cube temp)
{
    int a, b, c;
    temp.Get(a, b, c);
    if((a*b) == (l*w) && (a*b*c) == (l*w*h)){
        return true;
    }
    else{
        return false;
    }
}
class Cube {
    int l, w, h;
public:
    bool Set(){
        cout << "请输入长宽高:" << endl;
        cin >> l >> w >> h;
        if((l >= 1) && (w >= 1) && (h >= 1)){
            return true;
        }
        else{
            cout << "输入错误！" << endl;
            return false;
        }
    }
    void Get(int& L, int& W, int& H){
        L = l; W = w; H =h;
    }
    int Area(){
        return l*w;
    }
    int Volume(){
        return l*w*h;
    }
    bool PanDuan(Cube temp)
    {
        int a, b, c;
        temp.Get(a, b, c);
        if((a*b) == (l*w) && (a*b*c) == (l*w*h)){
            return true;
        }
        else{
            return false;
        }
    }
}

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。
参考代码：

4.2 对象的初始化和清理

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

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

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
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();
    return 0;
}

4.2.2 构造函数的分类及调用

拷贝构造
语法：类名(const 类名& 变量)

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
示例：

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

三种调用方式：

1. 括号法

   //2.1  括号法，常用
   Person p1(10);
   //Person p2();
   //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

   运行结果：
   

2. 显示法 ```cpp //2.2 显式法 Person p2 = Person(10); //有参构造 Person p3 = Person(p2);//拷贝构造 //Person(10); 匿名函数 //Person(10)单独写就是匿名对象 当前行结束之后，马上析构

//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，会重定义 //Person(p3) <===> Person p3;

运行结果：<br />![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/png/22788275/1634364589557-d4c5cce4-93e1-4b51-9430-1d26b0cf2b0d.png#clientId=u5162a540-d1ae-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&id=u7eb712b6&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=155&originWidth=1223&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=21258&status=done&style=stroke&taskId=uba7b7e8b-6034-41e4-8354-94f003a7f93&title=)
3. 隐式转换法
```cpp
    //2.3 隐式转换法
    Person p4 = 10; //< ==== > Person p4 = Person(10);  有参构造
    Person p5 = p4; //< ==== > Person p5 = Person(p4);  拷贝构造

运行结果：

*注：

• 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();
• 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，会重定义。//Person(p3) <===> Person p3;

4.2.3 拷贝构造函数调用时机

• 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：

#include<iostream>
using namespace std;
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();
    cout << "-----------------------------" << endl;
    test02();
    cout << "-----------------------------" << endl;
    test03();
    return 0;
}

运行结果：

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（默认拷贝构造和默认无参构造）

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
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();
    return 0;
}

运行结果：

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：

#include<iostream>
using namespace std;
class Person {
public:
    //无参（默认）构造函数
    Person() {
        cout << "无参构造函数!" << endl;
    }
    //有参构造函数
    Person(int age ,int height) {
        cout << "有参构造函数!" << endl;
        m_age = age;
        m_height = new int(height);
    }
    //拷贝构造函数  
    Person(const Person& p) {
        cout << "拷贝构造函数!" << endl;
        //如果不利用深拷贝在堆区创建新内存，会导致浅拷贝带来的重复释放堆区问题
        m_age = p.m_age;
        m_height = new int(*p.m_height);
    }
    //析构函数
    ~Person() {
        cout << "析构函数!" << endl;
        if (m_height != NULL)
        {
            delete m_height;
        }
    }
public:
    int m_age;
    int* m_height;
};
void test01()
{
    Person p1(18, 180);
    Person p2(p1);
    cout << "p1的年龄： " << p1.m_age << " 身高： " << *p1.m_height << endl;
    cout << "p2的年龄： " << p2.m_age << " 身高： " << *p2.m_height << endl;
}
int main() {
    test01();
    return 0;
}

运行结果：

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，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

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：

#include<iostream>
using namespace std;
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;
    //}
    Person() :m_A(10), m_B(20), m_C(30) {}
    //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);
    Person p2;
    p.PrintPerson();
    p2.PrintPerson();
    return 0;
}

运行结果：

*注：

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

注：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
*示例：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
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();
    return 0;
}

运行结果：

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：

1. 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，类外必须初始化

2. 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
   • 静态成员函数也是有访问权限的

静态成员变量两种访问方式：

• 通过对象
• 通过类名

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
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
};
//类内声明，类外初始化
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();
    return 0;
}

运行结果：

静态成员函数两种访问方式：

• 通过对象
• 通过类名

静态成员函数只能访问静态成员变量的原因：
静态成员函数在通过类名方式访问对象的非静态成员变量时，不知道该访问那个对象的成员，所以他只能访问类的成员变量，也就是静态成员变量。
示例2：

#include<iostream>
using namespace std;
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();
    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

• 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内存的位置，每个空对象也应该有一个独一无二的内存地址
• 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对象

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
class Person {
};
class Person2 {
public:
    Person() {
        mA = 0;
    }
    int mA;                 //非静态成员变量占对象空间
    static int mB;          //静态成员变量不占对象空间
    void func() {           //非静态成员函数也不占对象空间，所有函数共享一个函数实例
        cout << "mA:" << this->mA << endl;
    }
    static void sfunc() {   //静态成员函数也不占对象空间
    }
};
Person2::mB = 0;
void test1(){
    Person p;
    cout << "空对象占用内存空间为：" << siezof(p) << endl;
}
void test2(){
    Person2 p;
    cout << "普通对象占用内存空间为：" << siezof(p) << endl;
}
int main() {
    test1();
    test2();
    return 0;
}

运行结果：

4.3.2 this指针概念

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
cpp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指针的本质 是指针常量 指针的指向是不可以修改的

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

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
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;
        //2、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();
    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
*注：如果用到this指针，需要加以判断保证代码的健壮性
示例：

#include<iostream>
using namespace std;
//空指针访问成员函数
class Person {
public:
    void ShowClassName() {
        // cout << this->mAge << endl; 错误 this == NULL
        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();
    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：

#include<iostream>
using namespace std;
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
    // const Person * const this;
    //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();
    return 0;
}

4.4 友元

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
友元不是相互的，你把我当朋友，我不一定把你当朋友

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

全局函数成为类的友元函数以后，可以访问类中的私有内容
示例：

#include<iostream>
using namespace std;
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函数只要在类内即可，与访问权限无关
    friend void goodGay(Building * building);
public:
    Building()
    {
        this->m_SittingRoom = "客厅";
        this->m_BedRoom = "卧室";
    }
    string m_SittingRoom; //客厅
private:
    string m_BedRoom; //卧室
};
//全局函数
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();
    return 0;
}