1 三大特性
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
实例化:用类创建对象的过程
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
2 封装
2.1 封装的意义
- 将属性和行为作为一个整体,叫做类,来表现生活中的事物
- 属性 成员属性、成员变量
- 行为 成员函数、成员方法
- 将属性和行为放在不同的权限下,加以控制:
权限 | 关键字 | 作用 | 特殊 |
---|
公共权限 | public | 类的内外都可以访问 | × | 保护权限 | protected | 类内可以访问,类外不可访问 | 子类可访问父类成员 | 私有权限 | private | 类内可以访问,类外不可访问 | 子类不可访问父类成员 |
语法: class 类名{ 访问权限: 属性 / 行为 };
示例1: 基本理解。 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
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("zuoyizhimao");
stu.setID(10000);
stu.showStudent();
system("pause");
return 0;
}
示例2: 理解权限
class Person
{
public:
string m_Name;
protected:
string m_Car;
private:
int m_Password;
public:
void func()
{
m_Name = "张三";
m_Car = "拖拉机";
m_Password = 123456;
}
};
int main() {
Person p;
p.func();
p.m_Name = "李四";
system("pause");
return 0;
}
2.2 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;
};
struct C2
{
int m_A;
};
int main() {
C1 c1;
c1.m_A = 10;
C2 c2;
c2.m_A = 10;
system("pause");
return 0;
}
2.3 成员属性私有化
即利用成员方法间接访问成员变量
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:
void setName(string name) {
m_Name = name;
}
string getName()
{
return m_Name;
}
int getAge() {
return m_Age;
}
void setAge(int age) {
if (age < 0 || age > 150) {
cout << "你个老妖精!" << endl;
return;
}
m_Age = age;
}
void setLover(string lover) {
m_Lover = lover;
}
private:
string m_Name;
int m_Age;
string m_Lover;
};
int main() {
Person p;
p.setName("张三");
cout << "姓名: " << p.getName() << endl;
p.setAge(50);
cout << "年龄: " << p.getAge() << endl;
p.setLover("智妍");
system("pause");
return 0;
}
2.3 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。
2.3.1 构造函数和析构函数
构造函数: 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
- c++中构造函数和析构函数会被编译器自动调用,完成对象初始化和清理工作
- 如果不提供构造函数和析构函数,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
构造函数语法:类名(){}
- 构造函数,没有返回值也不写void
- 函数名称与类名相同
- 构造函数可以有参数,因此可以发生重载
- 程序在调用对象时候会自动调用构造,无须手动调用,且只会调用一次
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,无须手动调用,且只会调用一次
2.3.2 构造函数的分类及调用(匿名函数)
匿名函数: Person(10)单独写就是匿名对象 当前行结束之后,系统马上回收匿名函数
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:
class Person {
public:
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
}
Person(int a) {
age = a;
cout << "有参构造函数!" << endl;
}
Person(const Person& p) {
age = p.age;
cout << "拷贝构造函数!" << endl;
}
~Person() {
cout << "析构函数!" << endl;
}
public:
int age;
};
void test01() {
Person p;
}
void test02() {
Person p1(10);
Person p2 = Person(10);
Person p3 = Person(p2);
Person p4 = 10;
Person p5 = p4;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
2.3.3 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;
}
~Person() {
cout << "析构函数!" << endl;
}
public:
int mAge;
};
void test01() {
Person p1(20);
Person p2(p1);
Person p1 = p2;
}
void doWork(Person p1) {
}
void test02() {
Person p;
doWork(p);
}
Person doWork2()
{
Person p1;
cout << (int *)&p1 << endl;
return p1;
}
void test03()
{
Person p = doWork2();
cout << (int *)&p << endl;
}
int main() {
test03();
system("pause");
return 0;
}
2.3.4 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:
注:不提供的函数需要用户自行编写,否则调用时会因为找不到该函数而报错
2.3.5 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:
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
}
Person(int age, int height) {
cout << "有参构造函数!" << endl;
m_age = age;
m_height = new int(height);
}
Person(const Person& p) {
cout << "拷贝构造函数!" << endl;
m_age = p.m_age;
m_height = new int(*p.m_height);
}
~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
浅拷贝只复制地址
深拷贝:开辟一个新的空间
2.3.6 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
意义:
- 类成员中存在常量,如 const int a; 因为常量只能初始化不能赋值
- 类成员中存在引用,同样只能使用初始化不能赋值
- 提高效率
语法:构造函数():属性1(值1),属性2(值2)... {}
示例:
class Person {
public:
Person() :m_A(10), m_B(20), m_C(30) {}
void PrintPerson() {
cout << "mA:" << m_A << endl;
cout << "mB:" << m_B << endl;
cout << "mC:" << m_C << endl;
}
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;
}
2.3.7 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
构造函数的顺序 :先调用对象成员A的构造,再调用本类B的构造 析构函数的顺序:与构造相反,即先B后A,先外后内
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:
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()
{
Person p("张三" , "苹果X");
p.playGame();
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
2.3.8 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
- 在编译阶段也就是程序运行前就在全局区分配好了内存
- 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;
private:
static int m_B;
};
int Person::m_A = 10;
int Person::m_B = 10;
void test01()
{
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;
cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;
cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;
}
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,因为不知道访问的 m_B 属于哪个对象
}
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,类外访问不到私有权限的静态成员函数
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;
}
3 C++对象模型和this指针
3.1 成员变量和成员函数分开存储
class Person {
public:
Person() {
mA = 0;
}
int mA;
static int mB;
void func() {
cout << "mA:" << this->mA << endl;
}
static void sfunc() {
}
};
int main() {
cout << sizeof(Person) << endl;
system("pause");
return 0;
}
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
但这就产生了一个问题: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)
{
this->age = age;
}
Person& PersonAddPerson(Person p)
{
this->age += p.age;
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;
}
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:
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();
p->ShowPerson();
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.4 const修饰成员函数
常函数:
void ShowPerson() const{}
- 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:
const Person person;
- 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;
}
void ShowPerson() const {
this->m_B = 100;
}
void MyFunc() const {
}
public:
int m_A;
mutable int m_B;
};
void test01() {
const Person person;
cout << person.m_A << endl;
person.m_B = 100;
person.MyFunc();
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
4 友元
生活实例:
- 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,也就是说只有自己能进去
- 但也可以允许好朋友进去。
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: friend
友元的三种实现
4.1 全局函数做友元
class Building
{
friend void goodGay(Building * building);
public:
Building()
{
this->m_SittingRoom = "客厅";
this->m_BedRoom = "卧室";
}
public:
string m_SittingRoom;
private:
string m_BedRoom;
};
void goodGay(Building * building)
{
cout << "好朋友正在访问: " << building->m_SittingRoom << endl;
cout << "好朋友正在访问: " << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
Building b;
goodGay(&b);
}
int main(){
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.2 类做友元
本次代码示例的理解:
- new 类名是指开辟一个存放这样类型的存储空间,在这里的new building可以看成是创建了Building类下的对象这样的存储空间,而new类型本身就是返回一个指向该存储空间的地址(即指针)
- 之所以要用指针是因为这里用到了new,而new本身返回的就是地址所以必须就得用到指针
- 而为什么要用new呢?如果不用new,而只在Goodgay里创建一个普通的Building类的对象building的话,用完building这块内存想要释放就必须得等到整个程序都执行完毕。而要是用new来创建building的话,这样灵活度就很大了,开发者随时用完这个变量,随时就可以将这块内存释放
class Building;
class goodGay
{
public:
goodGay();
void visit();
private:
Building *building;
};
class Building
{
friend class goodGay;
public:
Building();
public:
string m_SittingRoom;
private:
string m_BedRoom;
};
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;
}
4.3 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;
}
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
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 语法: 类名 operator+ (参数列表) 对加号运算符重载
class Person {
public:
Person() {};
Person(int a, int b)
{
this->m_A = a;
this->m_B = b;
}
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;
};
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);
Person p3 = p2 + p1;
cout << "mA:" << p3.m_A << " mB:" << p3.m_B << endl;
Person p4 = 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
5.2 左移运算符重载
作用: 可以输出自定义数据类型 理解: 适用于输出比较一致的文件,把成员函数设为私有权限,再将需要这样输出的类中添加左移运算符重载函数的友元即可,同时我们是对一个类的输出进行重载,需要传入cout和相应的类作为参数,所以该重载只会作用到该类上,而不会作用到全局
class Person {
friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);
public:
Person(int a, int b)
{
this->m_A = a;
this->m_B = b;
}
private:
int m_A;
int m_B;
};
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;
}
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
5.3 递增运算符重载
作用: 通过重载递增运算符,实现自己的整型数据
class MyInteger {
friend ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint);
public:
MyInteger() {
m_Num = 0;
}
MyInteger& operator++() {
m_Num++;
return *this;
}
MyInteger operator++(int) {
MyInteger temp = *this;
m_Num++;
return temp;
}
private:
int m_Num;
};
ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint) {
out << myint.m_Num;
return out;
}
void test01() {
MyInteger myInt;
cout << ++myInt << endl;
cout << myInt << endl;
}
void test02() {
MyInteger myInt;
cout << myInt++ << endl;
cout << myInt << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结: 前置递增返回引用,后置递增返回值
5.4 赋值运算符重载
c++编译器至少给一个类添加4个函数
- 默认构造函数(无参,函数体为空)
- 默认析构函数(无参,函数体为空)
- 默认拷贝构造函数,对属性进行值拷贝
- 赋值运算符 operator=, 对属性进行值拷贝
如果类中有属性指向堆区,做赋值操作时也会出现深浅拷贝问题
示例:
class Person
{
public:
Person(int age)
{
m_Age = new int(age);
}
Person& operator=(Person &p)
{
if (m_Age != NULL)
{
delete m_Age;
m_Age = NULL;
}
m_Age = new int(*p.m_Age);
return *this;
}
~Person()
{
if (m_Age != NULL)
{
delete m_Age;
m_Age = NULL;
}
}
int *m_Age;
};
void test01()
{
Person p1(18);
Person p2(20);
Person p3(30);
p3 = p2 = p1;
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();
system("pause");
return 0;
}
5.5 关系运算符重载
**作用:**重载关系运算符,可以让两个自定义类型对象进行对比操作
示例:
class Person
{
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
};
bool operator==(Person & p)
{
if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
bool operator!=(Person & p)
{
if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
{
return false;
}
else
{
return true;
}
}
string m_Name;
int m_Age;
};
void test01()
{
Person a("孙悟空", 18);
Person b("孙悟空", 18);
if (a == b)
{
cout << "a和b相等" << endl;
}
else
{
cout << "a和b不相等" << endl;
}
if (a != b)
{
cout << "a和b不相等" << endl;
}
else
{
cout << "a和b相等" << endl;
}
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.6 函数调用运算符重载
- 函数调用运算符 () 也可以重载
- 由于重载后使用的方式非常像函数的调用,因此称为仿函数
- 仿函数没有固定写法,非常灵活
- 常规用处不大,主要运用于STL中与匿名对象
示例:
class MyPrint
{
public:
void operator()(string text)
{
cout << text << endl;
}
};
void test01()
{
MyPrint myFunc;
myFunc("hello world");
}
class MyAdd
{
public:
int operator()(int v1, int v2)
{
return v1 + v2;
}
};
void test02()
{
MyAdd add;
int ret = add(10, 10);
cout << "ret = " << ret << endl;
cout << "MyAdd()(100,100) = " << MyAdd()(100, 100) << endl;
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
6 继承
继承是面向对象三大特性之一
有些类与类之间存在特殊的关系,例如下图中:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-duCaHdxk-1628580008833)(assets/1544861202252.png)]
我们发现,定义这些类时,下级别的成员除了拥有上一级的共性,还有自己的特性。
这个时候我们就可以考虑利用继承的技术,减少重复代码
6.1 继承的基本语法
继承的基本定义: 动物可分为猫、狗、兔子等,而猫又可分为布偶猫、波斯猫、加菲猫等,如果将每种猫视作一个类,比如布偶猫,它有自己特有的长相、行为等特性,同时它也有猫类特性,也有动物类的特性,所以将猫视为继承自猫类,而猫类又继承自动物类。
基本语法: class A : public B;
A 类称为子类 或 派生类
B 类称为父类 或 基类
继承的好处:可以减少重复的代码
派生类中的成员,包含两大部分:
一类是从基类继承过来的,一类是自己增加的成员。
从基类继承过过来的表现其共性,而新增的成员体现了其个性。
6.2 继承方式
继承的语法:class 子类 : 继承方式 父类
继承方式一共有三种:
继承方式的特点:
- 无论何种继承方式,子类都无法访问父类的私有权限属性
- 公共继承:子类将父类公有成员和保护成员都继承为子类的公有成员
- 保护继承:子类将父类公有成员和保护成员都继承为子类的保护成员
- 私有继承:子类将父类公有成员和保护成员都继承为子类的私有成员
示例:
class Base1
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
class Son1 :public Base1
{
public:
void func()
{
m_A;
m_B;
}
};
void myClass()
{
Son1 s1;
s1.m_A;
}
class Base2
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
class Son2:protected Base2
{
public:
void func()
{
m_A;
m_B;
}
};
void myClass2()
{
Son2 s;
}
class Base3
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
class Son3:private Base3
{
public:
void func()
{
m_A;
m_B;
}
};
class GrandSon3 :public Son3
{
public:
void func()
{
}
};
6.3 继承中的对象模型
本节内容: 子类能继承父类中所以权限的非静态属性,包括私有权限的属性,只是私有权限的属性由编译器给隐藏后访问不到
示例:
class Base
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
class Son :public Base
{
public:
int m_D;
};
void test01()
{
cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
6.4 继承中构造和析构顺序
子类继承父类后,当创建子类对象,也会调用父类的构造函数
问题:父类和子类的构造和析构顺序是谁先谁后?
示例:
class Base
{
public:
Base()
{
cout << "Base构造函数!" << endl;
}
~Base()
{
cout << "Base析构函数!" << endl;
}
};
class Son : public Base
{
public:
Son()
{
cout << "Son构造函数!" << endl;
}
~Son()
{
cout << "Son析构函数!" << endl;
}
};
void test01()
{
Son s;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:继承中 先调用父类构造函数,再调用子类构造函数,析构顺序与构造相反(白发人送黑发人)
6.5 继承同名成员处理方式
- 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()
- 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(只要同名就会隐藏,哪怕参数不同),加作用域可以访问到父类中同名函数
示例:
class Base {
public:
Base()
{
m_A = 100;
}
void func()
{
cout << "Base - func()调用" << endl;
}
void func(int a)
{
cout << "Base - func(int a)调用" << endl;
}
public:
int m_A;
};
class Son : public Base {
public:
Son()
{
m_A = 200;
}
void func()
{
cout << "Son - func()调用" << endl;
}
public:
int m_A;
};
void test01()
{
Son s;
cout << "Son下的m_A = " << s.m_A << endl;
cout << "Base下的m_A = " << s.Base::m_A << endl;
s.func();
s.Base::func();
s.Base::func(10);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return EXIT_SUCCESS;
}
6.6 继承同名静态成员处理方式
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
注: 静态成员是类内定义,类外初始化,不能通过构造函数初始化,所以与父类子类的构造函数调用顺序无关
示例:
class Base {
public:
static void func()
{
cout << "Base - static void func()" << endl;
}
static void func(int a)
{
cout << "Base - static void func(int a)" << endl;
}
static int m_A;
};
int Base::m_A = 100;
class Son : public Base {
public:
static void func()
{
cout << "Son - static void func()" << endl;
}
static int m_A;
};
int Son::m_A = 200;
void test01()
{
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 << "通过类名访问: " << endl;
cout << "Son 下 m_A = " << Son::m_A << endl;
cout << "Base 下 m_A = " << Son::Base::m_A << endl;
}
void test02()
{
cout << "通过对象访问: " << endl;
Son s;
s.func();
s.Base::func();
cout << "通过类名访问: " << endl;
Son::func();
Son::Base::func();
Son::Base::func(100);
}
int main() {
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:同名静态成员处理方式和非静态处理方式一样,只不过有两种访问的方式(通过对象 和 通过类名)
6.7 多继承语法
C++允许一个类继承多个类
语法:class 子类 :继承方式 父类1 , 继承方式 父类2...
C++实际开发中不建议用多继承 : 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
示例:
class Base1 {
public:
Base1()
{
m_A = 100;
}
public:
int m_A;
};
class Base2 {
public:
Base2()
{
m_A = 200;
}
public:
int m_A;
};
class Son : public Base2, public Base1
{
public:
Son()
{
m_C = 300;
m_D = 400;
}
public:
int m_C;
int m_D;
};
void test01()
{
Son s;
cout << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl;
cout << s.Base1::m_A << endl;
cout << s.Base2::m_A << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结: 多继承中如果父类中出现了同名情况,子类使用时候要加作用域
6.8 菱形继承
菱形继承概念:
? 两个派生类继承同一个基类
? 又有某个类同时继承者两个派生类
? 这种继承被称为菱形继承,或者钻石继承
典型的菱形继承案例: 动物 ↙↘ 马 驴 ↘↙ · 骡
菱形继承问题:
-
马继承了动物的数据,驴同样继承了动物的数据,当骡使用数据时,就会产生二义性。
-
骡继承自动物的数据继承了两份,其实我们应该清楚,这份数据我们只需要一份就可以。
示例:
class Animal
{
public:
int m_Age;
};
class Sheep : virtual public Animal {};
class Tuo : virtual public Animal {};
class SheepTuo : public Sheep, public Tuo {};
void test01()
{
SheepTuo st;
st.Sheep::m_Age = 100;
st.Tuo::m_Age = 200;
cout << "st.Sheep::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl;
cout << "st.Tuo::m_Age = " << st.Tuo::m_Age << endl;
cout << "st.m_Age = " << st.m_Age << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
- 菱形继承带来的主要问题是子类继承两份相同的数据,导致资源浪费以及毫无意义
- 利用虚继承可以解决菱形继承问题
7 多态
7.1 多态的基本概念
多态是C++面向对象三大特性之一
多态分为两类
- 静态多态: 函数重载 和 运算符重载属于静态多态,复用函数名
- 动态多态: 派生类和虚函数实现运行时多态
静态多态和动态多态区别:
- 静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址
- 动态多态的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定函数地址
多态满足条件
- 有继承关系
- 子类重写父类中的虚函数
①虚函数就是创建了虚函数表指针,表内记录的虚函数的地址) ②子类重写虚函数时,会将父类虚函数表替换为子类新的虚函数
多态使用条件
多态的优势:
- 组织结构清晰,出错易于定位
- 可读性高,代码易于理解
- 便于扩展和维护
重写:函数返回值类型 函数名 参数列表 完全一致称为重写
下面通过案例进行讲解多态
class Animal
{
public:
virtual void speak()
{
cout << "动物在说话" << endl;
}
};
class Cat :public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "小猫在说话" << endl;
}
};
class Dog :public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "小狗在说话" << endl;
}
};
void DoSpeak(Animal & animal)
{
animal.speak();
}
void test01()
{
Cat cat;
DoSpeak(cat);
Dog dog;
DoSpeak(dog);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
7.2 纯虚函数和抽象类
在多态中,通常父类中虚函数的实现是毫无意义的,主要都是调用子类重写的内容
因此可以将虚函数改为纯虚函数
纯虚函数语法:virtual 返回值类型 函数名 (参数列表)= 0 ;
当类中有了纯虚函数,这个类也称为抽象类
抽象类特点:
- 无法实例化对象
- 子类必须重写抽象类中的纯虚函数,否则也属于抽象类
示例:
class Base
{
public:
virtual void func() = 0;
};
class Son :public Base
{
public:
virtual void func()
{
cout << "func调用" << endl;
};
};
void test01()
{
Base * base = NULL;
base = new Son;
base->func();
delete base;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
7.3 多态案例-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
示例:
class AbstractDrinking {
public:
virtual void Boil() = 0;
virtual void Brew() = 0;
virtual void PourInCup() = 0;
virtual void PutSomething() = 0;
void MakeDrink() {
Boil();
Brew();
PourInCup();
PutSomething();
}
};
class Coffee : public AbstractDrinking {
public:
virtual void Boil() {
cout << "煮农夫山泉!" << endl;
}
virtual void Brew() {
cout << "冲泡咖啡!" << endl;
}
virtual void PourInCup() {
cout << "将咖啡倒入杯中!" << endl;
}
virtual void PutSomething() {
cout << "加入牛奶!" << endl;
}
};
class Tea : public AbstractDrinking {
public:
virtual void Boil() {
cout << "煮自来水!" << endl;
}
virtual void Brew() {
cout << "冲泡茶叶!" << endl;
}
virtual void PourInCup() {
cout << "将茶水倒入杯中!" << endl;
}
virtual void PutSomething() {
cout << "加入枸杞!" << endl;
}
};
void DoWork(AbstractDrinking* drink) {
drink->MakeDrink();
delete drink;
}
void test01() {
DoWork(new Coffee);
cout << "--------------" << endl;
DoWork(new Tea);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
7.4 虚析构和纯虚析构
问题: 多态使用时,如果子类中有属性开辟到堆区,那么父类指针在释放时无法调用到子类的析构代码
解决方式: 将父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构
虚析构和纯虚析构共性:
- 可以解决父类指针释放子类对象
- 都需要有具体的函数实现
虚析构和纯虚析构区别:
虚析构语法:
virtual ~类名(){}
纯虚析构语法: //逆天写法,没必要使用
virtual ~类名() = 0;
类名::~类名(){}
示例:
class Animal {
public:
Animal()
{
cout << "Animal 构造函数调用!" << endl;
}
virtual void Speak() = 0;
virtual ~Animal()
{
cout << "Animal虚析构函数调用!" << endl;
}
};
class Cat : public Animal {
public:
Cat(string name)
{
cout << "Cat构造函数调用!" << endl;
m_Name = new string(name);
}
virtual void Speak()
{
cout << *m_Name << "小猫在说话!" << endl;
}
~Cat()
{
cout << "Cat析构函数调用!" << endl;
if (this->m_Name != NULL) {
delete m_Name;
m_Name = NULL;
}
}
public:
string *m_Name;
};
void test01()
{
Animal *animal = new Cat("Tom");
animal->Speak();
delete animal;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
? 1. 虚析构或纯虚析构就是用来解决通过父类指针释放子类对象
? 2. 如果子类中没有堆区数据,可以不写为虚析构或纯虚析构
? 3. 拥有纯虚析构函数的类也属于抽象类
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