C++核心编程

本阶段主要针对C++面向对象编程技术做详细讲解，探讨C++中的核心和精髓。

1 内存分区模型

C++程序在执行时，将内存大方向划分为4个区域

• 代码区：存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理的
• 全局区：存放全局变量和静态变量以及常量
• 栈区：由编译器自动分配释放, 存放函数的参数值,局部变量等
• 堆区：由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收

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

1.1 程序运行前

在程序编译后，生成了exe可执行程序，**未执行该程序前**分为两个区域<br />    **代码区：**<br />        存放 CPU 执行的机器指令<br />        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<br />        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<br />    **全局区：**<br />        全局变量和静态变量存放在此.<br />        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.<br />        该区域的数据在程序结束后由操作系统释放.<br />**示例：**

//全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 10;
//全局常量
const int c_g_a = 10;
const int c_g_b = 10;
int main() {
    //局部变量
    int a = 10;
    int b = 10;
    //打印地址
    cout << "局部变量a地址为： " << (int)&a << endl;
    cout << "局部变量b地址为： " << (int)&b << endl;
    cout << "全局变量g_a地址为： " <<  (int)&g_a << endl;
    cout << "全局变量g_b地址为： " <<  (int)&g_b << endl;
    //静态变量
    static int s_a = 10;
    static int s_b = 10;
    cout << "静态变量s_a地址为： " << (int)&s_a << endl;
    cout << "静态变量s_b地址为： " << (int)&s_b << endl;
    cout << "字符串常量地址为： " << (int)&"hello world" << endl;
    cout << "字符串常量地址为： " << (int)&"hello world1" << endl;
    cout << "全局常量c_g_a地址为： " << (int)&c_g_a << endl;
    cout << "全局常量c_g_b地址为： " << (int)&c_g_b << endl;
    const int c_l_a = 10;
    const int c_l_b = 10;
    cout << "局部常量c_l_a地址为： " << (int)&c_l_a << endl;
    cout << "局部常量c_l_b地址为： " << (int)&c_l_b << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

打印结果：

总结：

• C++中在程序运行前分为全局区和代码区
• 代码区特点是共享和只读
• 全局区中存放全局变量、静态变量、常量

• 常量区中存放 const修饰的全局常量 和 字符串常量

  1.2 程序运行后

  栈区：
  由编译器自动分配释放, 存放函数的参数值,局部变量等
  注意事项：不要返回局部变量的地址，栈区开辟的数据由编译器自动释放
  示例：

  int * func()
  {
    int a = 10;  //存放在栈区，函数执行完后自动释放
    return &a;
  }
  int main() {
    int *p = func();
    cout << *p << endl; //不同的编译器输出可能会不一样，部分编译器会进行一次保留操作，也有的编译器会直接报错
                        //即此处第一次输出可能为10
    cout << *p << endl; //但这里必是乱码
    system("pause");
    return 0;
  }

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

  int* func()
  {
    int* a = new int(10);
    return a;
  }
  int main() {
    int *p = func();
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;
    system("pause");
    return 0;
  }

  总结：
  堆区数据由程序员管理开辟和释放
  堆区数据利用new关键字进行开辟内存

  1.3 new操作符

  C++中利用new操作符在堆区开辟数据
  堆区开辟的数据，由程序员手动开辟，手动释放，释放利用操作符 delete
  语法：：new 数据类型
  利用new创建的数据，会返回该数据对应的类型的指针
  示例1： 基本语法

  int* func()
  {
    int* a = new int(10);
    return a;
  }
  int main() {
    int *p = func();
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;
    //利用delete释放堆区数据
    delete p;
    //cout << *p << endl; //报错，释放的空间不可访问
    system("pause");
    return 0;
  }

  示例2：开辟数组

  //堆区开辟数组
  int main() {
    int* arr = new int[10];
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        arr[i] = i + 100;
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout << arr[i] << endl;
    }
    //释放数组 delete 后加 []
    delete[] arr;
    system("pause");
    return 0;
  }

  2 引用

  2.1 引用的基本使用

  作用： 给变量起别名
  语法： 数据类型 &别名 = 原名
  示例： ```cpp int main() { int a = 10; int &b = a; cout << “a = “ << a << endl; cout << “b = “ << b << endl; b = 100; cout << “a = “ << a << endl; cout << “b = “ << b << endl; system(“pause”); return 0; }

//输出 a = 10 b = 10 a = 100 b = 100

<a name="T5Pb0"></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：
```cpp
int main() {
    int a = 10;
    int b = 20;
    //int &c; //错误，引用必须初始化
    int &c = a; //一旦初始化后，就不可以更改
    c = b; //这是赋值操作，不是更改引用
    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
    cout << "c = " << c << endl;
    system("pause");
    return 0;
}
//输出
a = 20
b = 20
c = 20

2.3 引用做函数参数※※※

作用：函数传参时，可以利用引用的技术让形参修饰实参
优点：可以简化指针修改实参
示例：

//1. 值传递
void mySwap01(int a, int b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
//2. 地址传递
void mySwap02(int* a, int* b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}
//3. 引用传递
void mySwap03(int& a, int& b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
int main() {
    int a = 10;
    int b = 20;
    mySwap01(a, b);
    cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;
    mySwap02(&a, &b);
    cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;
    mySwap03(a, b);
    cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

总结：通过引用参数产生的效果同按地址传递是一样的。引用的语法更清楚简单

2.4 引用做函数返回值

作用：引用是可以作为函数的返回值存在的
注意：不要返回局部变量引用
用法：函数调用作为左值
示例：

//返回局部变量引用
int& test01() {
    int a = 10; //局部变量
    return a;
}
//返回静态变量引用
int& test02() {
    static int a = 20;
    return a;
}
int main() {
    //不能返回局部变量的引用
    int& ref = test01();
    cout << "ref = " << ref << endl;
    cout << "ref = " << ref << endl;
    //如果函数做左值，那么必须返回引用
    int& ref2 = test02();
    cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
    cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
    test02() = 1000;
    cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
    cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

2.5 引用的本质

本质：引用的本质在c++内部实现是一个指针常量.
讲解示例：

//发现是引用，转换为 int* const ref = &a;
void func(int& ref){
    ref = 100; // ref是引用，转换为*ref = 100
}
int main(){
    int a = 10;
    //自动转换为 int* const ref = &a; 指针常量是指针指向不可改，也说明为什么引用不可更改
    int& ref = a; 
    ref = 20; //内部发现ref是引用，自动帮我们转换为: *ref = 20;
    cout << "a:" << a << endl;
    cout << "ref:" << ref << endl;
    func(a);
    return 0;
}

结论：C++推荐用引用技术，因为语法方便，引用本质是指针常量，但是所有的指针操作编译器都帮我们做了

2.6 常量引用

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

//引用使用的场景，通常用来修饰形参
void showValue(const int& v) {
    //v += 10;
    cout << v << endl;
}
int main() {
    //int& ref = 10;  引用本身需要一个合法的内存空间，因此这行错误
    //加入const就可以了，编译器优化代码，int temp = 10; const int& ref = temp;
    const int& ref = 10;
    //ref = 100;  //加入const后不可以修改变量
    cout << ref << endl;
    //函数中利用常量引用防止误操作修改实参
    int a = 10;
    showValue(a);
    system("pause");
    return 0;
}

3 函数提高

3.1 函数默认参数

在C++中，函数的形参列表中的形参是可以有默认值的。
语法：返回值类型 函数名 （参数= 默认值）{}
示例：

int func(int a, int b = 10, int c = 10) {
    return a + b + c;
}
//1. 如果某个位置参数有默认值，那么从这个位置往后，从左向右，必须都要有默认值
//2. 如果函数声明有默认值，函数实现的时候就不能有默认参数
int func2(int a = 10, int b = 10);
int func2(int a, int b) {
    return a + b;
}
int main() {
    cout << "ret = " << func(20, 20) << endl;
    cout << "ret = " << func(100) << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

3.2 函数占位参数

C++中函数的形参列表里可以有占位参数，用来做占位，调用函数时必须填补该位置
语法： 返回值类型 函数名 (数据类型){}
在现阶段函数的占位参数存在意义不大，但是后面的课程中会用到该技术
示例：

//函数占位参数 ，占位参数也可以有默认参数
void func(int a, int) {
    cout << "this is func" << endl;
}
int main() {
    func(10,10); //占位参数必须填补
    system("pause");
    return 0;
}

3.3 函数重载

3.3.1 函数重载概述

作用：函数名可以相同，提高复用性
函数重载满足条件：

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

注意: 函数的返回值不可以作为函数重载的条件
示例：

//函数重载需要函数都在同一个作用域下
void func()
{
    cout << "func 的调用！" << endl;
}
void func(int a)
{
    cout << "func (int a) 的调用！" << endl;
}
void func(double a)
{
    cout << "func (double a)的调用！" << endl;
}
void func(int a ,double b)
{
    cout << "func (int a ,double b) 的调用！" << endl;
}
void func(double a ,int b)
{
    cout << "func (double a ,int b)的调用！" << endl;
}
//函数返回值不可以作为函数重载条件
//int func(double a, int b)
//{
//    cout << "func (double a ,int b)的调用！" << endl;
//}
int main() {
    func();
    func(10);
    func(3.14);
    func(10,3.14);
    func(3.14 , 10);
    system("pause");
    return 0;
}

3.3.2 函数重载注意事项

• 引用作为重载条件
• 函数重载碰到函数默认参数

示例：

//函数重载注意事项
//1、引用作为重载条件
void func(int &a)
{
    cout << "func (int &a) 调用 " << endl;
}
void func(const int &a)
{
    cout << "func (const int &a) 调用 " << endl;
}
//2、函数重载碰到函数默认参数
void func2(int a, int b = 10)
{
    cout << "func2(int a, int b = 10) 调用" << endl;
}
void func2(int a)
{
    cout << "func2(int a) 调用" << endl;
}
int main() {
    int a = 10;
    func(a); //调用无const
    func(10);//调用有const
    //func2(10); //碰到默认参数产生歧义，需要避免
    system("pause");
    return 0;
}

4 类和对象

C++面向对象的三大特性为：封装、继承、多态
C++认为万事万物都皆为对象，对象上有其属性和行为
例如：
人可以作为对象，属性有姓名、年龄、身高、体重…，行为有走、跑、跳、吃饭、唱歌…
车也可以作为对象，属性有轮胎、方向盘、车灯…,行为有载人、放音乐、放空调…
具有相同性质的对象，我们可以抽象称为类，人属于人类，车属于车类

4.1 封装

4.1.1 封装的意义

封装是C++面向对象三大特性之一
封装的意义：

• 将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物
• 将属性和行为加以权限控制

封装意义一：
在设计类的时候，属性和行为写在一起，表现事物
语法： class 类名{ 访问权限： 属性 / 行为 };
示例1：设计一个圆类，求圆的周长
示例代码：

//圆周率
const double PI = 3.14;
//1、封装的意义
//将属性和行为作为一个整体，用来表现生活中的事物
//封装一个圆类，求圆的周长
//class代表设计一个类，后面跟着的是类名
class Circle
{
public:  //访问权限  公共的权限
    //属性
    int m_r;//半径
    //行为
    //获取到圆的周长
    double calculateZC()
    {
        //2 * pi  * r
        //获取圆的周长
        return  2 * PI * m_r;
    }
};
int main() {
    //通过圆类，创建圆的对象
    // c1就是一个具体的圆
    Circle c1;
    c1.m_r = 10; //给圆对象的半径 进行赋值操作
    //2 * pi * 10 = = 62.8
    cout << "圆的周长为： " << c1.calculateZC() << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

示例2：设计一个学生类，属性有姓名和学号，可以给姓名和学号赋值，可以显示学生的姓名和学号
示例2代码：

//学生类
class Student {
public:
    void setName(string name) {
        m_name = name;
    }
    void setID(int id) {
        m_id = id;
    }
    void showStudent() {
        cout << "name:" << m_name << " ID:" << m_id << endl;
    }
public:
    string m_name;
    int m_id;
};
int main() {
    Student stu;
    stu.setName("德玛西亚");
    stu.setID(250);
    stu.showStudent();
    system("pause");
    return 0;
}

封装意义二：
类在设计时，可以把属性和行为放在不同的权限下，加以控制
访问权限有三种：

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

示例：

//三种权限
//公共权限  public     类内可以访问  类外可以访问
//保护权限  protected  类内可以访问  类外不可以访问
//私有权限  private    类内可以访问  类外不可以访问
class Person
{
    //姓名  公共权限
public:
    string m_Name;
    //汽车  保护权限
protected:
    string m_Car;
    //银行卡密码  私有权限
private:
    int m_Password;
public:
    void func()
    {
        m_Name = "张三";
        m_Car = "拖拉机";
        m_Password = 123456;
    }
};
int main() {
    Person p;
    p.m_Name = "李四";
    //p.m_Car = "奔驰";  //保护权限类外访问不到
    //p.m_Password = 123; //私有权限类外访问不到
    system("pause");
    return 0;
}

4.1.2 struct和class区别

在C++中 struct和class唯一的区别就在于 默认的访问权限不同
区别：

• struct 默认权限为公共

• class 默认权限为私有

  class C1
  {
    int  m_A; //默认是私有权限
  };
  struct C2
  {
    int m_A;  //默认是公共权限
  };
  int main() {
    C1 c1;
    c1.m_A = 10; //错误，访问权限是私有
    C2 c2;
    c2.m_A = 10; //正确，访问权限是公共
    system("pause");
    return 0;
  }

  4.1.3 成员属性设置为私有

  优点1：将所有成员属性设置为私有，可以自己控制读写权限
  优点2：对于写权限，我们可以检测数据的有效性
  示例：

  class Person {
  public:
    //姓名设置可读可写
    void setName(string name) {
        m_Name = name;
    }
    string getName()
    {
        return m_Name;
    }
    //获取年龄 
    int getAge() {
        return m_Age;
    }
    //设置年龄
    void setAge(int age) {
        if (age < 0 || age > 150) {
            cout << "你个老妖精!" << endl;
            return;
        }
        m_Age = age;
    }
    //情人设置为只写
    void setLover(string lover) {
        m_Lover = lover;
    }
  private:
    string m_Name; //可读可写  姓名
    int m_Age; //只读  年龄
    string m_Lover; //只写  情人
  };
  int main() {
    Person p;
    //姓名设置
    p.setName("张三");
    cout << "姓名： " << p.getName() << endl;
    //年龄设置
    p.setAge(50);
    cout << "年龄： " << p.getAge() << endl;
    //情人设置
    p.setLover("苍井");
    //cout << "情人： " << p.m_Lover << endl;  //只写属性，不可以读取
    system("pause");
    return 0;
  }

  练习案例1：设计立方体类
  设计立方体类(Cube)
  求出立方体的面积和体积
  分别用全局函数和成员函数判断两个立方体是否相等。
  
  练习案例2：点和圆的关系
  设计一个圆形类（Circle），和一个点类（Point），计算点和圆的关系。
  

  4.2 对象的初始化和清理

• 生活中我们买的电子产品都基本会有出厂设置，在某一天我们不用时候也会删除一些自己信息数据保证安全

• C++中的面向对象来源于生活，每个对象也都会有初始设置以及 对象销毁前的清理数据的设置。

  4.2.1 构造函数和析构函数

  对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题
  一个对象或者变量没有初始状态，对其使用后果是未知
  同样的使用完一个对象或变量，没有及时清理，也会造成一定的安全问题
  c++利用了构造函数和析构函数解决上述问题，这两个函数将会被编译器自动调用，完成对象初始化和清理工作。
  对象的初始化和清理工作是编译器强制要我们做的事情，因此如果我们不提供构造和析构，编译器会提供
  编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。

• 构造函数：主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值，构造函数由编译器自动调用，无须手动调用。

• 析构函数：主要作用在于对象销毁前系统自动调用，执行一些清理工作。

构造函数语法：类名(){}

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

析构函数语法： ~类名(){}

1. 析构函数，没有返回值也不写void
2. 函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~
3. 析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载

4. 程序在对象销毁前会自动调用析构，无须手动调用,而且只会调用一次

   class Person
   {
   public:
    //构造函数
    Person()
    {
        cout << "Person的构造函数调用" << endl;
    }
    //析构函数
    ~Person()
    {
        cout << "Person的析构函数调用" << endl;
    }
   };
   void test01()
   {
    Person p;
   }
   int main() {
    test01();
    system("pause");
    return 0;
   }

   4.2.2 构造函数的分类及调用

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

   //1、构造函数分类
   // 按照参数分类分为 有参和无参构造   无参又称为默认构造函数
   // 按照类型分类分为 普通构造和拷贝构造
   class Person {
   public:
    //无参（默认）构造函数
    Person() {
        cout << "无参构造函数!" << endl;
    }
    //有参构造函数
    Person(int a) {
        age = a;
        cout << "有参构造函数!" << endl;
    }
    //拷贝构造函数
    Person(const Person& p) {
        age = p.age;
        cout << "拷贝构造函数!" << endl;
    }
    //析构函数
    ~Person() {
        cout << "析构函数!" << endl;
    }
   public:
    int age;
   };
   //2、构造函数的调用
   //调用无参构造函数
   void test01() {
    Person p; //调用无参构造函数
   }
   //调用有参的构造函数
   void test02() {
    //2.1  括号法，常用
    Person p1(10);
    //注意1：调用无参构造函数不能加括号，如果加了编译器认为这是一个函数声明
    //Person p2();
    //2.2 显式法
    Person p2 = Person(10); 
    Person p3 = Person(p2);
    //Person(10)单独写就是匿名对象  当前行结束之后，马上析构
    //2.3 隐式转换法
    Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10); 
    Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4); 
    //注意2：不能利用 拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器认为是对象声明
    //Person p5(p4);
   }
   int main() {
    test01();
    //test02();
    system("pause");
    return 0;
   }

   4.2.3 拷贝构造函数调用时机

   C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况

• 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
• 值传递的方式给函数参数传值
• 以值方式返回局部对象

示例：

class Person {
public:
    Person() {
        cout << "无参构造函数!" << endl;
        mAge = 0;
    }
    Person(int age) {
        cout << "有参构造函数!" << endl;
        mAge = age;
    }
    Person(const Person& p) {
        cout << "拷贝构造函数!" << endl;
        mAge = p.mAge;
    }
    //析构函数在释放内存之前调用
    ~Person() {
        cout << "析构函数!" << endl;
    }
public:
    int mAge;
};
//1. 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
void test01() {
    Person man(100); //p对象已经创建完毕
    Person newman(man); //调用拷贝构造函数
    Person newman2 = man; //拷贝构造
    //Person newman3;
    //newman3 = man; //不是调用拷贝构造函数，赋值操作
}
//2. 值传递的方式给函数参数传值
//相当于Person p1 = p;
void doWork(Person p1) {}
void test02() {
    Person p; //无参构造函数
    doWork(p);
}
//3. 以值方式返回局部对象
Person doWork2()
{
    Person p1;
    cout << (int *)&p1 << endl;
    return p1;
}
void test03()
{
    Person p = doWork2();
    cout << (int *)&p << endl;
}
int main() {
    //test01();
    //test02();
    test03();
    system("pause");
    return 0;
}

4.2.4 构造函数调用规则

默认情况下，c++编译器至少给一个类添加3个函数
1．默认构造函数(无参，函数体为空)
2．默认析构函数(无参，函数体为空)
3．默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝
构造函数调用规则如下：

• 如果用户定义有参构造函数，c++不在提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造
• 如果用户定义拷贝构造函数，c++不会再提供其他构造函数

示例：

class Person {
public:
    //无参（默认）构造函数
    Person() {
        cout << "无参构造函数!" << endl;
    }
    //有参构造函数
    Person(int a) {
        age = a;
        cout << "有参构造函数!" << endl;
    }
    //拷贝构造函数
    Person(const Person& p) {
        age = p.age;
        cout << "拷贝构造函数!" << endl;
    }
    //析构函数
    ~Person() {
        cout << "析构函数!" << endl;
    }
public:
    int age;
};
void test01()
{
    Person p1(18);
    //如果不写拷贝构造，编译器会自动添加拷贝构造，并且做浅拷贝操作
    Person p2(p1);
    cout << "p2的年龄为： " << p2.age << endl;
}
void test02()
{
    //如果用户提供有参构造，编译器不会提供默认构造，会提供拷贝构造
    Person p1; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错
    Person p2(10); //用户提供的有参
    Person p3(p2); //此时如果用户没有提供拷贝构造，编译器会提供
    //如果用户提供拷贝构造，编译器不会提供其他构造函数
    Person p4; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错
    Person p5(10); //此时如果用户自己没有提供有参，会出错
    Person p6(p5); //用户自己提供拷贝构造
}
int main() {
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

4.2.5 深拷贝与浅拷贝

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

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

总结：如果属性有在堆区开辟的，一定要自己提供拷贝构造函数，防止浅拷贝带来的问题

4.2.6 初始化列表

作用：
C++提供了初始化列表语法，用来初始化属性
语法：构造函数()：属性1(值1),属性2（值2）... {}
示例：

class Person {
public:
    ////传统方式初始化
    //Person(int a, int b, int c) {
    //    m_A = a;
    //    m_B = b;
    //    m_C = c;
    //}
    //初始化列表方式初始化
    Person(int a, int b, int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {}
    void PrintPerson() {
        cout << "mA:" << m_A << endl;
        cout << "mB:" << m_B << endl;
        cout << "mC:" << m_C << endl;
    }
private:
    int m_A;
    int m_B;
    int m_C;
};
int main() {
    Person p(1, 2, 3);
    p.PrintPerson();
    system("pause");
    return 0;
}

4.2.7 类对象作为类成员

C++类中的成员可以是另一个类的对象，我们称该成员为 对象成员
例如：

class A {}
class B
{
    A a；
}

B类中有对象A作为成员，A为对象成员
那么当创建B对象时，A与B的构造和析构的顺序是谁先谁后？
示例：

class Phone
{
public:
    Phone(string name)
    {
        m_PhoneName = name;
        cout << "Phone构造" << endl;
    }
    ~Phone()
    {
        cout << "Phone析构" << endl;
    }
    string m_PhoneName;
};
class Person
{
public:
    //初始化列表可以告诉编译器调用哪一个构造函数
    Person(string name, string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName)
    {
        cout << "Person构造" << endl;
    }
    ~Person()
    {
        cout << "Person析构" << endl;
    }
    void playGame()
    {
        cout << m_Name << " 使用" << m_Phone.m_PhoneName << " 牌手机! " << endl;
    }
    string m_Name;
    Phone m_Phone;
};
void test01()
{
    //当类中成员是其他类对象时，我们称该成员为 对象成员
    //构造的顺序是 ：先调用对象成员的构造，再调用本类构造
    //析构顺序与构造相反
    Person p("张三" , "苹果X");
    p.playGame();
}
int main() {
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

4.2.8 静态成员

静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static，称为静态成员
静态成员分为：

• 静态成员变量
  • 所有对象共享同一份数据
  • 在编译阶段分配内存
  • 类内声明，类外初始化
• 静态成员函数
  • 所有对象共享同一个函数
  • 静态成员函数只能访问静态成员变量

示例1 ：静态成员变量

class Person
{
public:
    static int m_A; //静态成员变量
    //静态成员变量特点：
    //1 在编译阶段分配内存
    //2 类内声明，类外初始化
    //3 所有对象共享同一份数据
private:
    static int m_B; //静态成员变量也是有访问权限的
};
int Person::m_A = 10;
int Person::m_B = 10;
void test01()
{
    //静态成员变量两种访问方式
    //1、通过对象
    Person p1;
    p1.m_A = 100;
    cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;
    Person p2;
    p2.m_A = 200;
    cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; //共享同一份数据
    cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;
    //2、通过类名
    cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;
    //cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; //私有权限访问不到
}
int main() {
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

示例2：静态成员函数

class Person
{
public:
    //静态成员函数特点：
    //1 程序共享一个函数
    //2 静态成员函数只能访问静态成员变量
    static void func()
    {
        cout << "func调用" << endl;
        m_A = 100;
        //m_B = 100; //错误，不可以访问非静态成员变量
    }
    static int m_A; //静态成员变量
    int m_B; // 
private:
    //静态成员函数也是有访问权限的
    static void func2()
    {
        cout << "func2调用" << endl;
    }
};
int Person::m_A = 10;
void test01()
{
    //静态成员变量两种访问方式
    //1、通过对象
    Person p1;
    p1.func();
    //2、通过类名
    Person::func();
    //Person::func2(); //私有权限访问不到
}
int main() {
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

4.3 C++对象模型和this指针

4.3.1 成员变量和成员函数分开存储

在C++中，类内的成员变量和成员函数分开存储
只有非静态成员变量才属于类的对象上

class Person {
public:
    Person() {
        mA = 0;
    }
    //非静态成员变量占对象空间
    int mA;
    //静态成员变量不占对象空间
    static int mB; 
    //函数也不占对象空间，所有函数共享一个函数实例
    void func() {
        cout << "mA:" << this->mA << endl;
    }
    //静态成员函数也不占对象空间
    static void sfunc() {
    }
};
int main() {
    cout << sizeof(Person) << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

4.3.2 this指针概念

通过4.3.1我们知道在C++中成员变量和成员函数是分开存储的
每一个非静态成员函数只会诞生一份函数实例，也就是说多个同类型的对象会共用一块代码
那么问题是：这一块代码是如何区分那个对象调用自己的呢？
c++通过提供特殊的对象指针，this指针，解决上述问题。this指针指向被调用的成员函数所属的对象
this指针是隐含每一个非静态成员函数内的一种指针
this指针不需要定义，直接使用即可
this指针的用途：

• 当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分

• 在类的非静态成员函数中返回对象本身，可使用return *this

  class Person
  {
  public:
    Person(int age)
    {
        //1、当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分
        this->age = age;
    }
    Person& PersonAddPerson(Person p)
    {
        this->age += p.age;
        //返回对象本身
        return *this;
    }
    int age;
  };
  void test01()
  {
    Person p1(10);
    cout << "p1.age = " << p1.age << endl;
    Person p2(10);
    p2.PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1);
    cout << "p2.age = " << p2.age << endl;
  }
  int main() {
    test01();
    system("pause");
    return 0;
  }

  4.3.3 空指针访问成员函数

  C++中空指针也是可以调用成员函数的，但是也要注意有没有用到this指针
  如果用到this指针，需要加以判断保证代码的健壮性
  示例：

  //空指针访问成员函数
  class Person {
  public:
    void ShowClassName() {
        cout << "我是Person类!" << endl;
    }
    void ShowPerson() {
        if (this == NULL) {
            return;
        }
        cout << mAge << endl;
    }
  public:
    int mAge;
  };
  void test01()
  {
    Person * p = NULL;
    p->ShowClassName(); //空指针，可以调用成员函数
    p->ShowPerson();  //但是如果成员函数中用到了this指针，就不可以了
  }
  int main() {
    test01();
    system("pause");
    return 0;
  }

  4.3.4 const修饰成员函数

  常函数：

• 成员函数后加const后我们称为这个函数为常函数

• 常函数内不可以修改成员属性
• 成员属性声明时加关键字mutable后，在常函数中依然可以修改

常对象：

• 声明对象前加const称该对象为常对象
• 常对象只能调用常函数

示例：

class Person {
public:
    Person() {
        m_A = 0;
        m_B = 0;
    }
    //this指针的本质是一个指针常量，指针的指向不可修改
    //如果想让指针指向的值也不可以修改，需要声明常函数
    void ShowPerson() const {
        //const Type* const pointer;
        //this = NULL; //不能修改指针的指向 Person* const this;
        //this->mA = 100; //但是this指针指向的对象的数据是可以修改的
        //const修饰成员函数，表示指针指向的内存空间的数据不能修改，除了mutable修饰的变量
        this->m_B = 100;
    }
    void MyFunc() const {
        //mA = 10000;
    }
public:
    int m_A;
    mutable int m_B; //可修改 可变的
};
//const修饰对象  常对象
void test01() {
    const Person person; //常量对象  
    cout << person.m_A << endl;
    //person.mA = 100; //常对象不能修改成员变量的值,但是可以访问
    person.m_B = 100; //但是常对象可以修改mutable修饰成员变量
    //常对象访问成员函数
    person.MyFunc(); //常对象不能调用const的函数
}
int main() {
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

4.4 友元

生活中你的家有客厅(Public)，有你的卧室(Private)
客厅所有来的客人都可以进去，但是你的卧室是私有的，也就是说只有你能进去
但是呢，你也可以允许你的好闺蜜好基友进去。
在程序里，有些私有属性 也想让类外特殊的一些函数或者类进行访问，就需要用到友元的技术
友元的目的就是让一个函数或者类 访问另一个类中私有成员
友元的关键字为 friend
友元的三种实现

• 全局函数做友元
• 类做友元

• 成员函数做友元

  4.4.1 全局函数做友元

  class Building
  {
    //告诉编译器 goodGay全局函数 是 Building类的好朋友，可以访问类中的私有内容
    friend void goodGay(Building * building);
  public:
    Building()
    {
        this->m_SittingRoom = "客厅";
        this->m_BedRoom = "卧室";
    }
  public:
    string m_SittingRoom; //客厅
  private:
    string m_BedRoom; //卧室
  };
  void goodGay(Building * building)
  {
    cout << "好基友正在访问： " << building->m_SittingRoom << endl;
    cout << "好基友正在访问： " << building->m_BedRoom << endl;
  }
  void test01()
  {
    Building b;
    goodGay(&b);
  }
  int main(){
    test01();
    system("pause");
    return 0;
  }

  4.4.2 类做友元

  class Building;
  class goodGay
  {
  public:
    goodGay();
    void visit();
  private:
    Building *building;
  };
  class Building
  {
    //告诉编译器 goodGay类是Building类的好朋友，可以访问到Building类中私有内容
    friend class goodGay;
  public:
    Building();
  public:
    string m_SittingRoom; //客厅
  private:
    string m_BedRoom;//卧室
  };
  Building::Building()
  {
    this->m_SittingRoom = "客厅";
    this->m_BedRoom = "卧室";
  }
  goodGay::goodGay()
  {
    building = new Building;
  }
  void goodGay::visit()
  {
    cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
    cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
  }
  void test01()
  {
    goodGay gg;
    gg.visit();
  }
  int main(){
    test01();
    system("pause");
    return 0;
  }

  4.4.3 成员函数做友元

  class Building;
  class goodGay
  {
  public:
    goodGay();
    void visit(); //只让visit函数作为Building的好朋友，可以发访问Building中私有内容
    void visit2(); 
  private:
    Building *building;
  };
  class Building
  {
    //告诉编译器  goodGay类中的visit成员函数 是Building好朋友，可以访问私有内容
    friend void goodGay::visit();
  public:
    Building();
  public:
    string m_SittingRoom; //客厅
  private:
    string m_BedRoom;//卧室
  };
  Building::Building()
  {
    this->m_SittingRoom = "客厅";
    this->m_BedRoom = "卧室";
  }
  goodGay::goodGay()
  {
    building = new Building;
  }
  void goodGay::visit()
  {
    cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
    cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
  }
  void goodGay::visit2()
  {
    cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
    //cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
  }
  void test01()
  {
    goodGay  gg;
    gg.visit();
  }
  int main(){
    test01();
    system("pause");
    return 0;
  }

  4.5 运算符重载

  运算符重载概念：对已有的运算符重新进行定义，赋予其另一种功能，以适应不同的数据类型

  4.5.1 加号运算符重载

  作用：实现两个自定义数据类型相加的运算

  class Person {
  public:
    Person() {};
    Person(int a, int b)
    {
        this->m_A = a;
        this->m_B = b;
    }
    //成员函数实现 + 号运算符重载
    Person operator+(const Person& p) {
        Person temp;
        temp.m_A = this->m_A + p.m_A;
        temp.m_B = this->m_B + p.m_B;
        return temp;
    }
  public:
    int m_A;
    int m_B;
  };
  //全局函数实现 + 号运算符重载
  //Person operator+(const Person& p1, const Person& p2) {
  //    Person temp(0, 0);
  //    temp.m_A = p1.m_A + p2.m_A;
  //    temp.m_B = p1.m_B + p2.m_B;
  //    return temp;
  //}
  //运算符重载 可以发生函数重载 
  Person operator+(const Person& p2, int val)  
  {
    Person temp;
    temp.m_A = p2.m_A + val;
    temp.m_B = p2.m_B + val;
    return temp;
  }
  void test() {
    Person p1(10, 10);
    Person p2(20, 20);
    //成员函数方式
    Person p3 = p2 + p1;  //相当于 p2.operaor+(p1)
    cout << "mA:" << p3.m_A << " mB:" << p3.m_B << endl;
    Person p4 = p3 + 10; //相当于 operator+(p3,10)
    cout << "mA:" << p4.m_A << " mB:" << p4.m_B << endl;
  }
  int main() {
    test();
    system("pause");
    return 0;
  }

  总结1：对于内置的数据类型的表达式的的运算符是不可能改变的 总结2：不要滥用运算符重载

4.5.2 左移运算符重载

作用：可以输出自定义数据类型

class Person {
    friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);
public:
    Person(int a, int b)
    {
        this->m_A = a;
        this->m_B = b;
    }
    //成员函数 实现不了  p << cout 不是我们想要的效果
    //void operator<<(Person& p){
    //}
private:
    int m_A;
    int m_B;
};
//全局函数实现左移重载
//ostream对象只能有一个
ostream& operator<<(ostream& out, Person& p) {
    out << "a:" << p.m_A << " b:" << p.m_B;
    return out;
}
void test() {
    Person p1(10, 20);
    cout << p1 << "hello world" << endl; //链式编程
}
int main() {
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

总结：重载左移运算符配合友元可以实现输出自定义数据类型