C++复习的长文指南（一）

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C++复习的长文指南（一）

• 一、面向对象基础知识
• • 1.预备
  • • 1.1 main函数
    • 1.2 注释
    • 1.3 变量
    • 1.3 常量
    • 1.4 关键字
    • 1.5 标识符明明规则
  • 2. 数据类型
  • • 2.1 整型
    • • 2.1.1 sizeof关键字
    • 2.2 实型（浮点型）
    • 2.3 字符型
    • 2.4 转义字符
    • 2.5 字符串型
    • 2.6 布尔类型bool
    • 2.7 数据的输入
  • 3. 运算符
  • • 3.1 算数运算符
    • 3.2 赋值运算符
    • 3.3 比较运算符
    • 3.4 逻辑运算符
  • 4. 程序流程结构
  • • 4.1 选择结构
    • • 4.1.1 if语句
      • 4.1.2 三目运算符
      • 4.1.3 switch语句
    • 4.2 循环结构
    • • 4.2.1 while语句
      • 4.2.2 do while语句
      • 4.2.3 for循环语句
      • 4.2.4 嵌套循环
    • 4.3 跳转结构
    • • 4.3.1 break语句
      • 4.3.2 continue语句
      • 4.3.3 go to语句
  • 5. 数组
  • • 5.1 概述
    • 5.2 一维数组
    • • 5.2.1 一维数组定义方式
      • 5.2.2 一维数组数组名
      • 5.2.3 冒泡排序
    • 5.3 二维数组
    • • 5.3.1 二维数组定义方式
      • 5.3.2 二维数组数组名
  • 6. 函数
  • • 6.1 概述
    • 6.2 函数的定义
    • 6.3 函数的调用
    • 6.4 值传递
    • 6.5 函数的常见样式
    • 6.6 函数的申明
    • 6.7 函数的分文件编写
  • 7. 指针
  • • 7.1 指针的基本概念
    • 7.2 指针变量的定义和使用
    • 7.3 指针所占内存空间
    • 7.4 空指针和野指针
    • • 7.4.1 空指针
      • 7.4.2 野指针
    • 7.5 const修饰指针
    • • 7.5.1 常量指针
      • 7.5.2 指针常量
      • 7.5.3 既修饰指针，又修饰常量
    • 7.6 指针和数组
    • 7.7 指针和函数
    • 7.8 指针、数组、函数的综合案例
  • 8.结构体
  • • 8.1 结构体的基本概念
    • 8.2 结构体定义和使用
    • 8.3 结构体数组
    • 8.4 结构体指针
    • 8.5 结构体嵌套结构体
    • 8.6 结构体做函数参数
    • 8.7 结构体中的const使用场景
• 二、C++核心编程
• • 1.内存分区模型
  • • 1.1 程序运行前
    • 1.2 程序运行后
    • 1.3 new操作符
  • 2. 引用
  • • 2.1 引用的基本使用
    • 2.2 引用的注意事项
    • 2.3 引用做函数参数
    • 2.4 引用做函数返回值
    • 2.5 引用的本质
    • 2.6 常量引用
  • 3. 函数提高
  • • 3.1 函数默认参数
    • 3.2 函数占位参数
    • 3.3 函数重载
    • • 3.3.1 函数重载概述
      • 3.3.2 函数重载的注意事项
  • 4. 面向对象
  • • 4.1 封装
    • • 4.1.1 封装的意义
      • 4.1.2 struct和class区别
      • 4.1.3 成员属性设置为私有
      • 4.1.4 类的分文件编写
    • 4.2 对象的初始化和清理
    • • 4.2.1 构造函数和析构函数
      • 4.2.2 构造函数的分类及调用
      • 4.2.3 拷贝构造函数的调用时机
      • 4.2.4 构造函数的调用规则
      • 4.2.5 深拷贝与浅拷贝
      • 4.2.6 初始化列表
      • 4.2.7 类对象做类成员
      • 4.2.8 静态成员
    • 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
      • 4.3.2 this指针
      • 4.3.3 空指针访问成员函数
      • 4.3.4 const修饰成员函数
    • 4.4 友元
    • 4.5 运算符重载
    • • 4.5.1 加号运算符重载
      • 4.5.2 左移运算符重载
      • 4.5.3 递增运算符重载
      • 4.5.4 赋值运算符重载
      • 4.5.5 关系运算符重载
      • 4.5.6 函数调用运算符重载
    • 4.6 继承
    • 4.6.1 继承的语法
    • 4.6.2 继承的方式
    • 4.6.3 继承中的对象模型
    • 4.6.4 继承中构造和析构顺序
    • 4.6.5 继承同名成员处理方式
    • 4.6.6 继承同名静态成员处理方式
    • 4.6.7 多继承语法
    • 4.6.8 菱形继承
  • 4.7 多态
  • • 4.7.1 多态的基本概念
    • 4.7.2 多态的案例
    • 4.7.3 纯虚函数和抽象类
    • 4.7.4 纯析构和纯虚析构
    • 4.7.5 多态案例

一、面向对象基础知识

1.预备

1.1 main函数

任何c++程序都有的 main。

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	cout << "hello world" << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

1.2 注释

// 单行注释
//cout << "hello world" << endl;
// 多行注释
/*
	cout << "hello world" << endl;
	cout << "hello world" << endl;
*/

1.3 变量

变量的作用：给内存起个名字，方便操作这块内存。

数据类型 变量名称 = 变量初始值;

int a = 10;

1.3 常量

常量的作用：用于记录程序中不可更改的数据。

// 1.第一种#define 宏常量
#define Day 7
// 2.第二种const 修饰一个变量
const int a = 10;

1.4 关键字

关键字的作用：c++中预先保留的单词（标识符），定义变量、常量名时不能再使用。
比如：int、double、bool、long、sizeof…

1.5 标识符明明规则

1、 标识符不能为关键字；
2、 标识符只能是字母、数字、下划线；
3、 第1个标识符必须只能字母或下划线；
4、标识符字母区分大小写。
建议：尽量做到“见名知意”。

int num1 = 10;
int num2 = 20;
int sum = num1 + num2;
cout << "和为：" << sum << endl;

2. 数据类型

2.1 整型

C++规定在创建一个变量或者常量时，必须要指定出相应的数据类型，否则无法给变量分配合适的内存。
比如，int a = 10;在内存中找一个空间存放数据10，并且给这块内存空间命名为a，想要操纵管理这个空间，用a就行。
那数据类型存在的意义？
存放一个数据10，可以用小内存，或者更大的内存空间存放，而加上数据类型，就不会造成下图的内存空间浪费。

除了int，还有别的常用的整型，区别在于占用的内存空间不同。

2.1.1 sizeof关键字

作用：利用sizeof关键字可以统计数据类型所占内存大小。

#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
	cout << "short 类型所占内存空间：" << sizeof(short) << endl;
	cout << "int 类型所占内存空间：" << sizeof(int) << endl;
	cout << "long 类型所占内存空间：" << sizeof(long) << endl;
	cout << "long long 类型所占内存空间：" << sizeof(long long) << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

整型结论：short<int<= long<= long long（区分操作系统）

2.2 实型（浮点型）

作用：用于表示小数
浮点型变量分为：
1.单精度float；
2.双精度double。

float f1 = 3.14f;
double d1 = 3.14;
// 4
cout << "float所占内存空间" << sizeof(float) << endl;
// 8
cout << "double所占内存空间" << sizeof(double) << endl;
// 科学计数法
float f2 = 3e2; // 3 * 10 ~ 2
float f3 = 3e-2; // 3 * 0.1 ~ 2

2.3 字符型

语法 ：char ch = ‘a’;

注意1:在显示字符型变量时，用单引号将字符括起来，不要用双引号；
注意2:单引号内只能有一个字符，不可以是字符串。
结论：
1.c和c++中字符型只占1个字节的内存空间；
2.字符型变量并不是把字符本身放到内存中存储，而是将对应的ASCIl编码放入
到存储单元。

2.4 转义字符

作用：用于显示一些不能显示出来的ASCII字符。

2.5 字符串型

作用：用于表示一串字符
两种风格：
1.C风格字符串：char 变量名[] = “字符串值”

char str1[] = "hello world";

2.C++风格字符串：string 变量名 = “字符串值”

#include<string>  // 使用c++风格时，需要包含这个头文件。

string str1 = "hello world";

2.6 布尔类型bool

作用：用于表示真或假
布尔类型bool只占1个字节的内存空间；

bool flag = true;
cout << flag << endl; // 输出为1

2.7 数据的输入

作用：用于从键盘获取数据
关键字：cin
语法：cin >> 变量

int a = 0;
cout << "请输入数据：" << endl;
cin >> a;
cout << "输入数据为：" << a << endl;

3. 运算符

作用：用于执行代码的运算

3.1 算数运算符

作用：用于处理四则运算
结论：
1.两数相除（取模），除数不可以为0；
2.只有整型变量之间可以做取余运算；
3.++a，前置递增先让变量+1，然后进行表达式运算
4.a++，后置递增先进行表达式运算，后让变量+1

int a1 = 10;
int a2 = 3;
cout << a1 / a2 << endl; // 输出结果为3，取决于a1和a2的数据类型
float b1 = 0.55;
float b2 = 0.22;
cout << b1 / b2 << endl; // 输出结果为小数，取决于b1和b2的数据类型int a1 = 10;

3.2 赋值运算符

作用：用于将表达式的值赋值给变量

3.3 比较运算符

作用：用于表达式的比较，返回一个真值或假值

3.4 逻辑运算符

作用：用于根据表达式的值返回真值或假值

4. 程序流程结构

作用：用于执行代码的运算
C/C++支持最基本的三种程序运行结构:
顺序结构、选择结构、循环结构
1.顺序结构：程序按顺序执行，不发生跳转；
2.选择结构：依据条件是否满足，有选择的执行相应功能；
3.循环结构：依据条件是否满足，循环多次执行某段代码；

4.1 选择结构

4.1.1 if语句

作用：执行满足条件的语句
if语句的三种形式：
1.单行格式if语句

int score = 70;
if (score > 60) //注意事项，if条件后面不要加分号
{
	cout << "分数及格" << endl;
}

2.多行格式if语句

int score = 70;
if (score > 60)  //注意事项，if条件后面不要加分号
{
	cout << "分数及格" << endl;
}
else
{
	cout << "分数不及格" << endl;
}

3.多条件的if语句

int score = 70;
if (score > 90)  //注意事项，if条件后面不要加分号
{
	cout << "分数优秀" << endl;
}
else if (score > 80)
{
	cout << "分数良好" << endl;
}
else
{
	cout << "分数及格" << endl;
}

4.多嵌套if语句
在if语句中，可以嵌套使用if语句，达到更精确的条件判断

int score = 70;
if (score > 90)  //注意事项，if条件后面不要加分号
{
	cout << "分数优秀" << endl;
	// 嵌套if语句
	if (score > 95)
	{
		cout << "分数特别优秀" << endl;
	}
}
else if (score > 80)
{
	cout << "分数良好" << endl;
}
else
{
	cout << "分数及格" << endl;
}

4.1.2 三目运算符

作用：通过三目运算符实现简单的判断
语法：表达式1 ? 表达式2 : 表达式3
解释:
如果表达式1的值为真，执行表达式2，并返回表达式2的结果；
如果表达式1的值为假，执行表达式3，并返回表达式3的结果。

int a = 10;
int b = 20;
int c = 0;
c = (a > b ? a : b);
cout << c << endl;
// 在C++中三目运算符返回的是变量，可以继续赋值
(a > b ? a : b) = 30;

4.1.3 switch语句

作用：执行多条件分支语句

语法：

switch (表达式)
	{
	case 结果1: 执行语句; break;
	case 结果2: 执行语句; break;
		......
	default: 执行语句; break;
	}

示例：

int score = 90;
switch (score)
{
case 90:
	cout << "成绩优秀" << endl;
	break; // 退出当前分支
case 80:
	cout << "成绩良好" << endl;
	break; // 退出当前分支
case 70:
	cout << "成绩及格" << endl;
	break; // 退出当前分支
default:
	cout << "成绩不及格" << endl;
	break;
	}

if和 switch 区别？
switch缺点：判断时候只能是整型或者字符型，不可以是一个区间
switch优点：结构清晰，执行效率高

4.2 循环结构

4.2.1 while语句

作用：满足循环条件，执行循环语句
语法：while(循环条件){循环语句}
解释：只要循环条件的结果为真，就执行循环语句

int num = 0;
while (num < 10)
{
	cout << num << endl;
	num++;
}

注意事项：在写循环一定要避免死循环的出现

4.2.2 do while语句

作用：满足循环条件，执行循环语句；
语法：do{循环语句 } while(循环条件)；
注意：与while的区别在于do…while会先执行一次循环语句，再判断循环条件

int num = 0;
do
{
	cout << num << endl;
	num++;
} while (num < 10);

4.2.3 for循环语句

作用：满足循环条件，执行循环语句；
语法：for(起始表达式;条件表达式;末尾循环体){循环语句;}；

for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		cout << i << endl;
	}

4.2.4 嵌套循环

作用：在循环体中再嵌套—层循环,解决—些实际问题

// 外层循环执行一次
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
	// 内层循环执行一周
	for (int j = 0; j < 10; j++)
	{
		cout << "* ";
	}
	cout << endl;
}

4.3 跳转结构

4.3.1 break语句

作用：用于跳出选择结构或者循环结构
break使用的时机:
1.出现在switch条件语句中，作用是终止case并跳出switch
2.出现在循环语句中，作用是跳出当前的循环语句
3.出现在嵌套循环中，跳出最近的内层循环语句

4.3.2 continue语句

作用：在循环语句中，跳过本次循环中余下尚未执行的语句，继续执行下一次循环

4.3.3 go to语句

作用：可以无条件跳转语句；
语法：goto标记；
解释：如果标记的名称存在，执行到goto语句时，会跳转到标记的位置

cout << "1" << endl;
cout << "2" << endl;
goto FLAG;
cout << "3" << endl;
cout << "4" << endl;
FLAG:
cout << "5" << endl;

注意：在程序中不建议使用goto语句，以免造成程序流程混乱

5. 数组

5.1 概述

所谓数组，就是—个集合，里面存放了“相同类型”的数据元素
特点1:数组中的每个数据元素都是相同的数据类型
特点2:数组是由连续的内存位置组成的
好比，一个盒子放着同样的电池。

5.2 一维数组

5.2.1 一维数组定义方式

—维数组定义的三种方式:
1.数据类型 数组名[数组长度]；
2.数据类型 数组名[数组长度] = { 值1，值2 …]；
3.数据类型 数组名[ ] ={ 值1，值2 …}；
数组特点：
1.放在一块连续的内存空间中
2.数组中每个元素都是相同数据类型

// 定义方式1
int	score[10];
// 定义方式2
// 如果{}内不足10个数据，剩余数据用0补全
int	score[10] = {10, 20, 30, 40};
// 定义方式3
// 如果{}有了初始长度，[]内也可以不用显式化数组长度
int	score[] = { 10, 20, 30, 40 };

总结1：数组名的命名规范与变量名命名规范—致，不要和变量重名；
总结2：数组中下标是从0开始索引。

5.2.2 一维数组数组名

一维数组名称的用途:
1.可以统计整个数组在内存中的长度；
2.可以获取数组在内存中的首地址。

// 1.可以通过数组名统计整个数组占用内存大小
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
cout << "整个数组占用的内存空间为：" << sizeof(arr) << endl;
cout << "每个元素占用的内存空间为：" << sizeof(arr[0]) << endl;
cout << "数组中元素的个数为：" << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;
// 2.可以通过数组名查看数组首地址，加(int)将16进制地址强转成10进制数
cout << "数组首地址为：" << (int)arr<< endl;
cout << "数组中第一个元素的地址为：" << (int)&(arr[0])<< endl;
// 数组中存放的是整型，每个整型占用4个字节，所以每个元素地址差4
cout << "数组中第二个元素的地址为：" << (int)&(arr[1])<< endl;
// 数组名是常量，它已经指向了首地址，不可以进行赋值操作
// arr = 100;

示例，实现一个一维数组的逆置

// 1.创建数组
int arr[5] = { 1,3,2,5,4 };
cout << "数组逆置前：" << endl;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
	cout << arr[i] << endl;
}
// 2、实现逆置
// 2.1记录起始下标位置
int start = 0;
// 2.2记录结束下标位置
int end = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1;
// 2.3起始下标与结束下标的元素互换
// 2.4起始位置++ 结束位置--
// 2.5循环执行2.1操作，直到起始位置>=结束位置
while (start < end)
{
	int temp = arr[start];
	arr[start] = arr[end];
	arr[end] = temp;
	start++;
	end--;

}
cout << "数组逆置后：" << endl;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
	cout << arr[i] << endl;
}

5.2.3 冒泡排序

作用：最常用的排序算法，对数组内元素进行排序
1.比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
2.对每一对相邻元素做同样的工作，执行完毕后，找到第一个最大值。
3.重复以上的步骤，每次比较次数-1，直到不需要比较
首先看比几轮，每1轮比几次，比如第1轮， 就比8次；
其实第1轮的作用就是，两两比较，直到选到最大的数放在最后位置；
第2轮时候，因为第1轮已经找到最大数，所以比较次数-1，其作用就是第2大的数放在倒数第2位置。

int arr[9] = { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 };
int arr_num = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
for (int i = 0; i < arr_num - 1; i++)
{
	for (int j = 0; j < arr_num - i - 1; j++)
	{
		if (arr[j] > arr[j + 1])
		{
			int temp = arr[j];
			arr[j] = arr[j + 1];
			arr[j + 1] = temp;
		}
	}
}
cout << "排序后的结果：" << endl;
for (int i = 0; i < arr_num; i++)
{
	cout << arr[i] << endl;
}

5.3 二维数组

二维数组就是在一维数组上，多加一个维度。通常以矩阵的形式进行体现。

5.3.1 二维数组定义方式

二维数组定义的四种方式:
1.数据类型 数组名[行数] [列数]；
2.数据类型 数组名[行数] [列数] = { (值1，值2), (值3，值4) …]；
3.数据类型 数组名[行数] [列数] ={ 值1,值2, 值3,值4…}；
4.数据类型 数组名[ ] [列数] ={ 值1,值2, 值3,值4…}；
建议：以上4种定义方式，利用第二种更加直观，提高代码的可读性

// 1.数据类型 数组名[行数] [列数]；
int arr1[2][3];
// 2.数据类型 数组名[行数] [列数] = { (值1，值2), (值3，值4) ...]；
int arr2[2][3] =
{
	{1,2,3},
	{4,5,6}
};
// 3.数据类型 数组名[行数] [列数]  ={ 值1,值2,值3,值4...}；
int arr3[2][3] = { 1,2,3,4,5,6 };
// 4.数据类型 数组名[ ] [列数]  ={ 值1,值2,值3,值4...}；
int arr4[][3] = { 1,2,3,4,5,6 };

总结：在定义二维数组时，如果初始化了数据，可以省略行数

5.3.2 二维数组数组名

作用：
1.查看二维数组所占内存空间
2.获取二维数组首地址

int arr[2][3] =
	{
		{1,2,3},
		{4,5,6}
	};
// 1.查看二维数组所占内存空间
cout << "二维数组所占内存空间为：" << sizeof(arr) << endl;
cout << "二维数组第一行所占内存空间为：" << sizeof(arr[0]) << endl;
cout << "二维数组第1个元素所占内存空间为：" << sizeof(arr[0][0]) << endl;
cout << "二维数组行数为：" << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;
cout << "二维数组列数为：" << sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]) << endl;
// 2.获取二维数组首地址
cout << "二维数组首地址为：" << (int)arr << endl;
cout << "二维数组第1行首地址为：" << (int)arr[0] << endl;
// 第1行和第2行首地址差了12， 3x4
cout << "二维数组第2行首地址为：" << (int)arr[1] << endl;
// 第1个和第2个元素首地址差了4
cout << "二维数组第1个元素首地址为：" << (int)&arr[0][0] << endl;
cout << "二维数组第2个元素首地址为：" << (int)&arr[0][1] << endl;

6. 函数

6.1 概述

作用：将一段经常使用的代码封装起来，减少重复代码
一个较大的程序，一般分为若干个程序块，每个模块实现特定的功能。

6.2 函数的定义

函数的定义一般主要有5个步骤：
1、返回值类型
2、函数名
3、参数表列
4、函数体语句
5、return表达式

// 函数定义的时候，num1和num2并没有真实数据，他只是一个形式上的参数，简称形参
int add(int num1, int num2)
{
	int sum = num1 + num2;
	return sum;
}

6.3 函数的调用

功能：使用定义好的函数
语法：函数名（参数)

int a = 10;
int b = 10;
// a和b称为实际参数，简称实参
// 当调用函数时候，实参的值会传递给形参
int sum = add(a, b);

6.4 值传递

1.所谓值传递，就是函数调用时实参将数值传入给形参
2.值传递时，如果形参发生，并不会影响实参

6.5 函数的常见样式

1.无参无返
2.有参无返
3.无参有返
4.有参有返

6.6 函数的申明

作用：告诉编译器函数名称及如何调用函数。函数的实际主体可以单独定义。
注意：函数的声明可以多次，但是函数的定义只能有—次。

#include<iostream>
using namespace std;
// 提前告诉编译器函数的存在，可以利用函数的声明
int max(int a, int b);
// 声明可以多次，但是函数的定义只能有—次。
int max(int a, int b);
int main()
{
	system("pause");
	return 0;
}
int max(int a, int b)
{
	return a > b ? a : b;
}

6.7 函数的分文件编写

作用：让代码结构更加清晰
函数分文件编写一般有4个步骤：
1.创建后缀名为.h的头文件

2.创建后缀名为.cpp的源文件

3.在头文件中写函数的声明

#include<iostream>
using namespace std;
void swap(int a, int b);

4.在源文件中写函数的定义

#include"swap.h"
void swap(int a, int b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
	cout << "a=" << a << endl;
	cout << "b=" << b << endl;
}

主函数中进行调用

#include<iostream>
using namespace std;
#include"swap.h"
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	swap(a, b);
	system("pause");
	return 0;
}

7. 指针

7.1 指针的基本概念

作用：可以通过指针间接访问内存
1.内存编号是从0开始记录的，一般用“十六进制数字”麦示
2.可以利用指针变量保存地址

7.2 指针变量的定义和使用

指针变量定义语法：数据类型 * 变量名

// 1、定义指针，语法： 数据类型 * 变量名；
int a = 10;
int* p; 
// 让指针记录变量a的地址
p = &a;
cout << "a的地址为：" << &a << endl;
cout << "指针p为：" << p << endl;
// 2、使用指针
// 可以通过解引用的方式来找到指针指向的内存
// 指针前加 * 
*p = 1000;
cout << "a=" << a << endl;
cout << "*p=" << *p << endl;

7.3 指针所占内存空间

提问：指针也是种数据类型，那么这种数据类型占用多少内存空间?

// 1、定义指针，语法： 数据类型 * 变量名；
int a = 10;
int* p = &a;  // 让指针记录变量a的地址

// 在32位操作系统下，指针是占4个字节空间大小，不管是什么数据类型
// 在64位操作系统下，指针是占8个字节空间大小，不管是什么数据类型
cout << "int*所占内存空间为：" << sizeof(int*) << endl;
cout << "int*所占内存空间为：" << sizeof(p) << endl;
cout << "float*所占内存空间为：" << sizeof(float*) << endl;

cout << "double*所占内存空间为：" << sizeof(double*) << endl;

cout << "char* 所占内存空间为：" << sizeof(char*) << endl;

7.4 空指针和野指针

7.4.1 空指针

空指针：指针变量指向内存中编号为0的空间

用途：初始化指针变量
注意：空指针指向的内存是不可以访问的

//空指针
// 1.初始化指针变量
int* p = NULL;
// 2.空指针指向的内存是不可以访问的
// 0-255之间的内存编号是系统占用的，因此不可以访问
//*p = 100;

7.4.2 野指针

野指针：指针变量指向非法的内存空间

// 野指针
// 1.初始化指针变量
// 0x1100这个内存空间并不我们是申请的，没有权利操纵这块内存
// 在程序中，尽量避免出现野指针
int* p = (int*)0x1100;
cout << *p << endl;

总结：空指针和野指针都不是我们申请的空间，因此不要访问。

7.5 const修饰指针

const修饰指针有三种情况;

7.5.1 常量指针

const修饰指针—常量指针
记忆技巧：const修饰的是int *，所以 * 的操纵就不能了。

// 1.const修饰指针  常量指针
int a = 10;
int b = 10;
const int* p = &a;
// 指针指向的值不可以改，指针的指向可以改
// *p = 20;
p = &b;

7.5.2 指针常量

const修饰常量—指针常量
记忆技巧：const修饰的是指针p，所以指针p就不能操纵了。

// 2.const修饰常量  指针常量
int* const p2 = &a;
// 指针指向不可以改，指针指向的值可以改
*p2 = 2;
// p2 = &b;

7.5.3 既修饰指针，又修饰常量

cons既修饰指针，又修饰常量

// 3.const既修饰指针，又修饰常量  
const int* const p3 = &a;
// *p3 = 20;
// p3 = &b;

总结：看const右侧紧跟着的是指针还是常量,是指针就是常量指针，是常量就是指针常量。

7.6 指针和数组

作用：利用指针访问数组中元素。

// 指针和数组
// 利用指针访问数组中的元素
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
cout << "数组种第一个元素为:" << arr[0] << endl;  //普通下标访问
int* p = arr; // 数组名就是数组的首地址 
// 当使用指针指向数组首地址时，也可以通过p[0]这样下标的形式进行元素的访问。
cout << "利用指针访问的第一个元素为：" <<* p << endl;
p++; //将指针向后偏移4个字节
cout << "利用指针访问的第二个元素为：" << *p << endl;

// 利用循环
int* p2 = arr;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
	cout << *p2 << endl;
	p2++;
}

7.7 指针和函数

作用：利用指针作函数参数，可以修改实参的值。

// 指针和函数
int a = 10;
int b = 20;
// 1.值传递
// 值传递不会改变实参
swap(a, b);
cout << "a=" << a << endl;
cout << "b=" << b << endl;
// 2.地址传递
// 如果是地址传递,可以修饰实参
swap02(&a, &b);
cout << "a=" << a << endl;
cout << "b=" << b << endl;

总结：如果不想修改实参，就用值传递，如果想修改实参，就用地址传递

7.8 指针、数组、函数的综合案例

案例：封装一个函数，利用冒泡排序，实现对整型数组的升序排

#include<iostream>
using namespace std;

// 冒泡排序函数  参数1：数组的首地址   参数2：数组长度
void bubbleSort(int* arr, int len)
{
	for (int i = 0; i < len - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < len - i -1; j++)
		{
			// 如果j > j+1 的值，就进行交换
			// 当使用指针指向数组首地址时，也可以通过p[0]这样下标的形式进行元素的访问。

			if (arr[j] > arr[j+1])
			{
				int temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
	}
}
int main()
{
	// 1.创建数组
	int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };
	// 数组长度
	int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	// 2.创建函数，实现冒泡排序
	bubbleSort(arr, len); //一般，我们函数传数组，会连着数组的长度一起传
	// 3.打印结果
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		cout << arr[i] << endl;
	}
	system("pause");
	return 0;
}

8.结构体

8.1 结构体的基本概念

结构体属于用户自定义的数据类型，允许用户存储不同的数据类型

8.2 结构体定义和使用

语法：struct结构体名{结构体成员列表};
通过结构体创建变量的方式有三种：
1.struct 结构体名 变量名
2.struct 结构体名 变量名 = {成员1值，成员2值…}
3.定义结构体时顺便创建变量

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
// 1.创建学生数据类型（3个属性）
// 自定义数据类型，其实就是一些内置数据类型的集合
struct Student  
{
	// 成员列表
	string name; //姓名
	int age; //年龄
	int score; //分数
}s3; //顺便创建结构体变量s3

int main()
{
	// 2.通过学生数据类型创建具体学生
	// 2.1 
	struct Student s1;
	// Student s1;  struct关键字可以省略
	// 给属性进行赋值
	s1.name = "张三";
	s1.age = 18;
	s1.score = 100;
	// 2.2 struct Student s2 = { ...}
	struct Student s2 = { "李四", 19, 80 };
	// 2.3 在定义结构体时顺便创建结构体变量
	s3.name = "王五";
	s3.age = 20;
	s3.score = 60;
	system("pause");
	return 0;
}

总结1：定义结构体时的关键字是struct，不可省略
总结2：创建结构体变量时，关键字struct可以省略
总结3：结构体变量利用操作符"."访问成员

8.3 结构体数组

作用：将自定义的结构体放入到数组中方便维护
语法：struct 结构体名 数组名[元素个数] = { {} ， {}， … {}}

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

// 结构体数组
// 1.定义结构体数组
struct Student
{
	string name; // 姓名
	int age; // 年龄
	int score; // 分数
}; 
int main()
{
	// 2.创建结构体数组并赋值
	struct Student stuArray[3] =
	{
		{"张三", 18, 100},
		{"李四", 28, 99},
		{"王五", 38, 95},
	};
	// 3.修改结构体数组中的值
	stuArray[2].name = "哈哈";
	// 4.遍历结构体数组
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		cout << "姓名：" << stuArray[i].name << endl;
		cout << "年龄：" << stuArray[i].age << endl;
		cout << "分数：" << stuArray[i].score << endl;
	}
	system("pause");
	return 0;
}

8.4 结构体指针

作用：通过指针访问结构体中的成员
利用操作符->可以通过结构体指针访问结构体属性

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
// 结构体指针
// 定义学术结构体
struct student
{
	string name; // 姓名
	int age; // 年龄
	int score; // 分数
};
int main()
{
	// 创建学生结构体变量
	struct student s = { "张三",18, 100 };
	// 通过指针指向结构体变量
	struct student* p = &s;
	// 通过指针访问结构体变量中的数据
	cout << "姓名：" << p->name << "年龄：" << p->age << "分数：" << p->score << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

总结：结构体指针可以通过->操作符来访问结构体中的成员

8.5 结构体嵌套结构体

作用：结构体中的成员可以是另一个结构体
例如：每个老师辅导一个学员，一个老师的结构体中，记录一个学生的结构体

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
// 定义学生结构体
struct student 
{
	string name; // 学生姓名
	int age; // 学生年龄
	int score; //考试分数
};
// 定义老师结构体
struct teacher
{
	int id; // 教师编号
	string name; // 教师姓名
	int age; // 年龄
	struct student stu;
};
int main()
{
	// 创建老师结构体变量
	struct teacher t;
	t.id = 1000;
	t.name = "老王";
	t.age = 50;
	t.stu.name = "小王";
	t.stu.age = 20;
	t.stu.score = 60;
	
	cout << "教师姓名：" << t.name << "编号:" << t.id << "年龄：" << t.age << endl;
	cout << "学生姓名：" << t.stu.name << "年龄:" << t.stu.age << "分数：" << t.stu.score << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

8.6 结构体做函数参数

作用：将结构体作为参数向函数中传递
传递方式有两种:
1.值传递
2.地址传递

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
// 定义学生结构体
struct student 
{
	string name; // 学生姓名
	int age; // 学生年龄
	int score; //考试分数
};
// 1.值传递
void printStudentInfo(struct student s)
{
	s.name = "哈哈";
	cout << "子函数中:" << "学生姓名：" << s.name << "年龄：" << s.age << "分数：" << s.score << endl;

}
// 2.地址传递
void printStudentInfo2(struct student* s)
{ 
	s->name = "哈哈";
	cout << "子函数中:" << "学生姓名：" << s->name << "年龄：" << s->age << "分数：" << s->score << endl;

}

int main()
{
	// 创建学生结构体变量
	struct student s;
	s.name = "张三";
	s.age = 20;
	s.score = 85;
	printStudentInfo(s);
	printStudentInfo2(&s);
	cout << "main函数中:" << "学生姓名：" << s.name << "年龄：" << s.age << "分数：" << s.score << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

总结：如果不想修改主函数中的数据，用值传递，反之用地址传递

8.7 结构体中的const使用场景

作用：用const来防止误操作
当进行值传递时，实参和形参不是同一份数据，而当函数为结构体时，结构体内有多个成员变量，就会拷贝多少份数据，加大了内存负担。
因此，使用指针进行地址传递就减少了内存占用， 指针只占4个字节，但是为了更改的误操作，对结构体指针进行const修饰，防止误操作。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
// const使用场景
// 定义学生结构体
struct student 
{
	string name; // 学生姓名
	int age; // 学生年龄
	int score; //考试分数
};
// 将函数中的形参改为指针，可以减少内存空间，并且不会复制出新的副本
void printStudentInfo(const struct student* s)
{
	//s->name = "哈哈"; //加入const后，就可以防止更改操作
	cout << "学生姓名：" << s->name << "年龄：" << s->age << "分数：" << s->score << endl;

}
int main()
{
	// 创建学生结构体变量
	struct student s = { "张三",20, 85 };
	printStudentInfo(&s);
	system("pause");
	return 0;
}

二、C++核心编程

本阶段主要针对C++面向对象的编程技术

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：
1.代码区:存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理的
2.全局区:存放全局变量和静态变量以及常量
3.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
4.堆区:由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收
内存四区意义
不同区域存放的数据，赋予不同的生命周期,给我们更大的灵活编程

1.1 程序运行前

在程序编译后，生成了exe可执行程序，未执行该程序前分为两个区域
代码区：
存放CPU执行的机器指令
代码区是共享的，共享的目的是对于频繁被执行的程序，只需要在内存中有一份代码即可
代码区是只读的，使其只读的原因是防止程序意外地修改了它的指令
全局区：
全局变量和静态变量存放在此.
全局区还包含了常量区,字符串常量和其他常量（比如const修饰的）也存放在此.
该区域的数据在程序结束后由操作系统释放
只要带“局部”的，哪怕加了const进行修饰，也不在全局区。

#include<iostream>
using namespace std;
// 全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 10;
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;
	int b = 10;
	cout << "局部变量a的地址为：" << (int)&a << endl;
	cout << "局部变量b的地址为：" << (int)&b << endl;
	/*局部变量a的地址为：9829476
	  局部变量b的地址为：9829476
	*/
	cout << "全局变量g_a的地址为：" << (int)&g_a << endl;
	cout << "全局变量g_b的地址为：" << (int)&g_b  << endl;
	/*全局变量g_a的地址为：11976756
	  全局变量g_b的地址为：11976760
	*/

	// 静态变量  在普通变量前面加static，属于静态变量
	static int s_a = 10;
	static int s_b = 10;
	cout << "静态变量s_a的地址为：" << (int)&s_a << endl;
	cout << "静态变量s_b的地址为：" << (int)&s_b << endl;
	/*静态变量s_a的地址为：11976764
      静态变量s_b的地址为：11976768
	*/
	// 常量
	// 字符串常量
	cout << "字符串常量的地址为：" << (int)&"hello world" << endl;
	// 字符串常量的地址为：11967324

	// const修饰的变量
	// const修饰的全局变量
	cout << "全局常量c_g_a的地址为：" << (int)&c_g_a << endl;
	cout << "全局常量c_g_b的地址为：" << (int)&c_g_b << endl;
	/*全局常量c_g_a的地址为：11968136
	  全局常量c_g_b的地址为：11968140
	*/

	// const修饰的局部变量
	const int c_1_a = 10;
	const int c_1_b = 10;
	cout << "局部常量c_g_a的地址为：" << (int)&c_1_a << endl;
	cout << "局部常量c_g_b的地址为：" << (int)&c_1_b << endl;
	/*局部常量c_g_a的地址为：9829452
	  局部常量c_g_b的地址为：9829440
	*/
	system("pause");
	return 0;
}

总结：
1.C++中在程序运行前分为全局区和代码区
2.代码区特点是共篡和只读
3.全局区中存放全局变量、静态变量、常量
4.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：不要返回局部娈量的地址，栈区开辟的数据由编译器自动释放

#include<iostream>
using namespace std;
int* func(int b) // 形参也是放在栈区的
{
	b = 100;
	int a = 10; //局部变量  存放在栈区，栈区的数据在函数执行完后自动释放
	return &a; // 返回局部变量的地址
}
int main()
{
	// 注意事项：不要返回局部娈量的地址，栈区开辟的数据由编译器自动释放
	int* p = func(1);
	// 第一次正确输出，是因为编译器做了保留
	cout << *p << endl;
	// 第二次不再保留了，输出产生乱码
	cout << *p << endl; 
	system("pause");
	return 0;
}

堆区：
曲程序员分配释放,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
newint (10)创建的数据，并不是把数据本身返回出来，而是把数据的地址返回出来，所以用指针接受/

#include<iostream>
using namespace std;
int* func() 
{
	// 利用new关键字，可以将数据开辟到堆区
	// 指针本质也是变量，放在栈上，只是指针保存的数据放在堆区
	int* p = new int(10);
	return p; 
}
int main()
{
	// 在堆区开辟数据
	int* p = func();
	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数据类型的指针

#include<iostream>
using namespace std;
int* func() 
{
	// 在堆区创建整型数据
	// new返回的是该数据类型的指针
	int* p = new int(10);
	return p; 
}
void test01()
{
	int* p = func();
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	// 堆区的数据 由程序员管理开发，管理释放
	// 如果想释放， 利用关键字delete
	delete p;
	//cout << *p << endl; // 内存已经被释放，再次访问就是非法操作，会报错
}
// 2、在堆区利用new开辟数组
void test02()
{
	// 创建10个整型数据的数组
	int* arr = new int[10]; // []时，10代表数组有10个元素
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		arr[i] = i + 100;

	}
	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;
}

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

// 引用基本语法
// 数据类型 &别名 = 原名
int a = 10;
// 创建引用
int& b = a;
b = 20;
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;

2.2 引用的注意事项

1.引用必须初始化
2.引用在初始化后，不可以改变

int a = 10;
// 引用必须初始化
// int& b;
int& b = a;

// 引用在初始化后，不可以改变
// 创建引用
int c = 20;
b = c; //这是赋值操作，而不是更改引用
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl;

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

#include<iostream>
using namespace std;
// 交换函数
// 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);  // 值传递，形参并不会修饰实参
	//mySwap02(&a, &b); // 地址传递，形参可以修饰实参
	mySwap03(a, b); // 引用传递，形参可以修饰实参
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "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—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

#include<iostream>
using namespace std;

// 1.不返回局部变量的引用
int& test01()
{
	int a = 10; //局部变量存在在四区中的栈区
	return a;
}

int& test02()
{
	static int a = 10; //静态变量存在在四区中的全局区，由系统管理释放
	return a;
}

int main()
{
	//int& ref = test01();
	int& ref = test02();
	cout << "ref = " << ref << endl;  //第一次结果正确，是因为编译器做了保留
	cout << "ref = " << ref << endl;  //第二次结果不正确，是因为a的内存已经做了释放

	// 2.如果函数的调用返回值是引用，函数的调用可以作为左值
	test02() = 1000;
	cout << "ref = " << ref << endl;  
	cout << "ref = " << ref << 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

总结：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

本质：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

#include<iostream>
using namespace std;

void showValue(const int& val)
{
	//val = 1; // 为了防止误操作，在形参之前加上const进行修饰
	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; // 引用必须引一块合法的内存空间
	// 加上const后，编译器将代码修改为 int temp 10; const int& ref = temp;
	const int& ref = 10;
	//ref = 20; // 加入const之后变为只读，不可以修改
	
	int b = 100;
	showValue(b);
	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) {}

#include<iostream>
using namespace std;

// 函数默认参数
// 如果我们自己传入数据，就用自己的数据，如果没有，那么用默认值
// 语法:返回值类型 函数名（形参=默认值）{}


// 注意事项
// 1.如果某个位置已经有了默认参数，那么从这个位置往后，从左到右都必须有默认值
int func(int a, int b = 20, int c = 30)
{
	return a + b + c;
}

// 2.如果函数声明有默认参数，函数实现就不能有默认参数
// 声明和实现只能有一个有默认参数
int func2(int a = 10, int b = 10);

int func2(int a = 10, int b = 10)
{
	return a + b;
}
int main()
{
	//cout << func(10) << endl;
	//cout << func(10, 30) << endl;
	cout << func2(10, 30) << 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){}

#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 void func(int a, int = 10)

void func(int a, int)
{
	cout << "this is func" << endl;
}

int main()
{
	func(10, 10); // 占位参数必须要补
	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:
1.同一个作用域下
2.函数名称相同
3.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

#include<iostream>
using namespace std;

// 函数重载
// 可以让函数名相同，提高复用性

// 函数重载满足条件:
// 1.同一个作用域下
// 2.函数名称相同
// 3.函数参数类型不同，或者个数不同，或者顺序不同

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 b, int a)
{
	cout << "func(double b, int a) 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
// // 因为不管是void func还是int func，函数调用都是func()，就会产生歧义。
//int func(double b, int a)
//{
//	cout << "void func(double b, int a) 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 函数重载的注意事项

函数重载满足条件:
1.引用作为重载条件
2.函数重载碰到函数默认参数

#include<iostream>
using namespace std;

// 函数重载满足条件:
// 1.引用作为重载条件
void func(int& a)  // int& =10 不合法
{
	cout << "func(int& a) 的调用" << endl;
}

void func(const int& a) // const int& =10 会创建一个temp临时空间，合法
{
	cout << "func(const int& a) 的调用" << 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) 的调用" << endl;
}

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


int main()
{
	// a是一个变量，可读可写，所以当引用作为重载条件时，编译器默认走void func(int& a)的版本
	int a = 10;
	// func(a); // 调用无const
	// 相当于 int& =10，这个没有引用一个合法空间，编译器不会通过的，编译器默认走void func(const int& a)的版本
	// func(10);  // 调用有const

	// func2(10); // 两种都能调，因为默认参数b可以不传形参，出现了歧义
	system("pause");
	return 0;
}

4. 面向对象

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：
1.将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物
2.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 };

#include<iostream>
using namespace std;
// 设计一个圆类，求圆的周长
const double PI = 3.14;

// class代表设计一个类
class Circle
{
	// 访问权限
	// 公共权限
public:
	// 类中的属性和行为我们统一称为：成员
	// 属性 成员属性、成员变量
	// 行为 成员函数、成员方法
	

	// 属性
	// 半径
	int m_r;

	// 行为
	// 获取圆的周长
	double calculateZC()
	{
		return 2 * PI * m_r;
	}
	// 也可设置一个给属性赋值的行为
	void setR(int r)
	{
		m_r = 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;
	// 给圆对象的属性进行赋值
	c1.m_r = 10;
	cout << "圆的周长为：" << c1.calculateZC() << endl;

	Circle c2;
	c2.setR(20); // 通过定义好的属性给行为直接赋值
	cout << "圆的周长为：" << c2.calculateZC() << endl;
	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

#include<iostream>
using namespace std;

// 访问权限， 三种：
// public     公共权限    成员， 类内可以访问，类外也可以访问 
// protected  保护权限    成员， 类内可以访问，类外不可以访问    儿子可以访问父亲中的保护内容
// private    私有权限    成员， 类内可以访问，类外不可以访问    儿子不可以访问父亲中的保护内容
 
class Person
{
	// 访问权限
public:
	// 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:
	// 行为
	void func()
	{
		m_Name = "张三";
		m_Car = "拖拉机";
		m_Password = 12346;
	}
};
int main()
{
	// 实例化具体对象
	Person p1;
	p1.m_Name = "李四";
	//p1.m_Car = "奔驰";  //m_Car是保护权限，类外不可以访问
	//p1.m_Password = 123;  //m_Car是私有权限，类外不可以访问
	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:
1.struct 默认权限为公共
2.class默认权限为私有

#include<iostream>
using namespace std;

// struct和class唯一的区别就在于默认的访问权限不同

// 1.struct 默认权限为公共
// 2.class  默认权限为私有

class C1
{
	int m_A;  // 默认权限为私有
};

struct C2
{
	int m_A;  // 默认权限为公共
};

int main()
{
	C1 c1;
	//c1.m_A = 100;  // 私有权限，类外不可以访问
	C2 c2;
	c2.m_A = 100;    // 公共权限，类外可以访问
	system("pause");
	return 0;
}

4.1.3 成员属性设置为私有

在C++中struct和class唯一的区别就在于：
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
其实，就是将属性设置私有后，设置public接口函数来控制对属性的读与写的状态。

#include<iostream>
using namespace std;

// 成员属性设置为私有

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

// 定义一个人类
class Person
{
public:
	// 设置姓名
	void setName(string name)
	{
		m_Name = name;
	}

	// 获取姓名
	string getName()
	{
		return m_Name;
	}

	// 获取年龄
	int getAge()
	{
		return m_Age;
	}

	// 设置年龄  用于2，检测数据有效性时，设置为可写，但是年龄必须在0-150之间
	void setAge(int age)
	{
		if (age < 0 || age > 150)
		{
			cout << "年龄输入有误，赋值失败" << endl;
			return;
		}
		m_Age = age;
	}

	// 设置偶像
	void setIdol(string idol)
	{
		m_Idol = idol;
	}

private:
	string m_Name; // 姓名 可读可写
	int m_Age =18; // 年龄 只读  用于2，检测数据有效性时，设置为可写，但是年龄必须在0-150之间
	string m_Idol; // 偶像 只写
};

int main()
{
	Person p;
	// 姓名的设置
	//p.m_Name = "张三";
	p.setName("张三");
	cout << "姓名为：" << p.getName() << endl; // 设置了可读可写状态

	// 年龄的设置
	//p.m_Age = 20;  // 只设置了可读状态，不可写
	cout << "年龄为：" << p.getAge() << endl;

	// 偶像的设置
	p.setIdol("小明");
	//cout << "偶像为：" << p.m_Idol << endl; // 只设置了写的状态，不可读
	

	// 用于2，检测数据有效性时，设置为可写，但是年龄必须在0-150之间
	p.setAge(160);
	cout << "年龄为：" << p.getAge() << endl;  //输出仍为18
	system("pause");
	return 0;
}

补充：和结构体类似，类里面还可以让另一个类来作为本类中的成员！！！

4.1.4 类的分文件编写

1.首先，先在头文件中进行类的申明，将所有成员函数的函数体去掉，只留下申明就行。
其实，类的分文间编写和上面的函数分文件编写类似，只要管函数就行。

#pragma once  //防止头文件重复申明
#include<iostream>
using namespace std;

class Circle
{
public:
	// 成员行为只留下函数的申明就行
	// 设置半径
	void setR(int r);
	// 获取半径
	int getR();
private:
	int m_R; //半径
};

2.接着，进行函数体的实现，新建.cpp文件
进行头文件的导入，类的申明中成员属性也不用管，只要实现成员函数的实现就行，在每个函数名之前加上函数的作用域（不然就是全局函数，是不对的），最后进行一个缩进就完成了。

#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;
}

4.2 对象的初始化和清理

1.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
2.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

1.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
2.同样的使用完一个对象或变量，没有及时清理，也会造成—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—次

#include<iostream>
using namespace std;

// 对象的初始化和清理

class Person
{
public:
	// 1.构造函数 进行初始化操作
	// 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
	// 创建对象时，构造函会自动调用，而且只会调用一次
	Person()
	{
		// 不写，也会有构造函数，只不过是空实现
		cout << "Person 构造函数的调用" << endl;
	}

	// 2.析构函数 进行清理的操作
	// 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
	// 对象销毁前，析构函会自动调用，而且只会调用一次
	~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; // 这个对象创建在栈区，test01()执行完毕后，编译器释放这个对象
}
int main()
{
	//test01();
	Person p; //将对象创建main()中，只有按任意键继续结束程序后，才会调用析构
	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：有参构造和无参构构造
按类型分为：普通构造和拷贝构造
三种调用方式：
1.括号法
2.显示法
3.隐式转换法

#include<iostream>
using namespace std;

// 1.构造函数的分类及调用
// 分类
// 按参数分为：有参构造和无参构构造
// 按类型分为：普通构造和拷贝构造
class Person
{
public:
	// 构造函数
	Person()
	{
		cout << "Person 无参构造函数调用" << endl;
	}
	// 有参构造
	Person(int a)
	{
		m_Age = a;
		cout << "Person 有参构造函数调用" << endl;
	}
	
	// 拷贝构造函数
	Person(const Person &p)
	{
		cout << "Person 拷贝构造函数调用" << endl;
		// 将传入的对象身上的所有属性，拷贝到身上
		m_Age = p.m_Age;
	}


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

	int m_Age; //年龄
};

// 调用
void test01()
{
	// 1.括号法
	//Person p1; // 默认构造函数调用
	//Person p2(10);  // 有参构造函数调用
	//Person p3(p2);
	// 注意事项：调用默认构造函数时候，不要加()
	// 因为下面这行代码，编译器会认为是一个函数的声明，不会认为在创建对象|
	//Person p1();
	//cout << "p2的年龄" << p2.m_Age << endl;
	//cout << "p3的年龄" << p3.m_Age << endl;
	// 2.显示法
	//Person p1;
	//Person p2 = Person(10);
	//Person p3 = Person(p2);
	//Person(10); // 为匿名对象 特点：当前行执行结束后，系统会立即回收掉匿名对象
	//Person(p3); // 不要利用拷贝构造函数初始化匿名对象  编译器会认为Person (p3)=== Person p3;编译器会认为这是一个对象的申明
	// 3.隐式转换法
	Person p4 = 10;  // 相当于写了Person p4 = Person(10); 有参构造
	Person p5 = p4;  // 拷贝构造
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

4.2.3 拷贝构造函数的调用时机

C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况
1.使用一个已经创建完毕的对象来初始化—个新对象
2.值传递的方式给函数参数传值
3.以值方式返回局部对象

#include<iostream>
using namespace std;

// C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况：
class Person
{
public:

	Person()
	{
		cout << "Person 默认构造函数调用" << endl;
	}

	Person(int age)
	{
		m_Age = age;
		cout << "Person 有参构造函数调用" << endl;
	}

	Person(const Person& p)
	{
		m_Age = p.m_Age;
		cout << "Person 拷贝构造函数调用" << endl;
	}

	~Person()
	{
		cout << "Person 析构构造函数调用" << endl;
	}

	int m_Age;
};
// 1.使用一个已经创建完毕的对象来初始化—个新对象
void test01()
{
	Person p1(20);
	Person p2(p1);
	cout << "p2的年龄为：" << p2.m_Age << endl;
}

// 2.值传递的方式给函数参数传值
void doWork(Person p)  //值传递时，形参会拷贝一个副本出来，也就是调用了拷贝构造函数
{

}
void test02()
{
	Person p;
	doWork(p);
}

// 3.以值方式返回局部对象
Person doWork2()  
{
	Person p1;  // 调用默认构造，是一个局部对象
	cout << (int*)&p1 << endl;
	return p1;  // 返回对象的不是p1这个局部对象，而是会拷贝一个新的对象返回出来
}
void test03()
{
	Person p = doWork2();
	cout << (int*)&p << endl;

}

int main()
{
	//test01();
	//test02();
	test03();
	system("pause");
	return 0;
}

4.2.4 构造函数的调用规则

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:
1.如果用户定义有参构造函数，c++不再提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造
2.如果用户定义拷贝构造函数，c++不再提供其他构造函数

#include<iostream>
using namespace std;
// 构造函数的调用规则
// 1.创建一个类，C++编译器至少给一个类添加3个函数
// 默认构造 （空实现）
// 析构函数 （空实现）
// 拷贝构造 （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了，因此我们必须进行写。
class Person
{
public:

	// 如果写了有参构造，编译器就不再提供默认构造，我们将默认构造注释，就会报错
	/*Person()
	{
		cout << "Person 默认构造函数调用" << endl;
	}*/

	Person(int age)
	{
		cout << "Person 有参构造函数调用" << endl;
		m_Age = age;
	}

	// 拷贝构造函数即使注释了，仍然可以，因为编译器默认提供了拷贝构造
	/*Person(const Person& p)
	{
		m_Age = p.m_Age;
		cout << "Person 拷贝构造函数调用" << endl;
	}*/

	~Person()
	{
		cout << "Person 析构构造函数调用" << endl;
	}

	int m_Age;
};
//void test01()
//{
//	Person p;
//	p.m_Age = 18;
//	Person p2(p);
//	cout << "p2的年龄是：" << p2.m_Age << endl;
//}

void test02()
{
	Person p(10);
	Person p2(p);
}


int main()
{
	//test01();
	test02();
	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（编辑器提供的拷贝构造函数的赋值操作）
深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

#include<iostream>
using namespace std;


class Person
{
public:

	Person()
	{
		cout << "Person 默认构造函数调用" << endl;
	}

	Person(int age, int height)
	{
		m_Age = age;
		m_Height = new int(height);
		cout << "Person 有参构造函数调用" << endl;
	}
	~Person()
	{
		// 析构代码，将堆区开辟数据做释放操作
		if (m_Height != NULL)
		{
			delete m_Height;
			m_Height = NULL; // 为了防止野指针的操作，进行置空的规范 操作
		}
		cout << "Person 析构函数调用" << endl;
	}

	int m_Age; //年龄
	int* m_Height; //身高
};
void test01()
{
	Person p1(18, 160);
	cout << "p1的年龄是：" << p1.m_Age << "身高为：" << *p1.m_Height << endl;

	Person p2(p1);
	cout << "p2的年龄是：" << p2.m_Age << "身高为：" << *p2.m_Height << endl;

}


int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

上述代码，Person p2(p1)，仅仅编辑器提供的拷贝构造函数的赋值操作，是“浅拷贝”，由于p1是栈区数据，“先进后出”，所以p2先进行析构代码进行释放 ,随后p1也进行1次析构代码进行释放就会报错，因为这块堆区开辟的内存空间进行在p1释放了。重复释放，属于“非法操作”。

“浅拷贝”的问题要利用“深拷贝”进行解决。不使用编辑器提供的拷贝构造函数，重新写一个。
“深拷贝”就是：让p2重新指向一个新的内存空间，但是两个内存空间的数据是一样的

#include<iostream>
using namespace std;


class Person
{
public:

	Person()
	{
		cout << "Person 默认构造函数调用" << endl;
	}

	Person(int age, int height)
	{
		m_Age = age;
		m_Height = new int(height);
		cout << "Person 有参构造函数调用" << endl;
	}

	// 自己实现拷贝构造函数解决浅拷贝带来的问题
	Person(const Person& p)
	{
		cout << "Person 拷贝构造函数调用" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
		//m_Height = p.m_Height; // 编译器默认实现就是这行代码，问题就出现在堆区的指针
		// 深拷贝操作，编译器默认的赋值浅拷贝操作就是：m_Height = p.m_Height;这就会造成析构函数重复释放内存的问题。
		m_Height = new int(*p.m_Height);
	}
	~Person()
	{
		// 析构代码，将堆区开辟数据做释放操作
		if (m_Height != NULL)
		{
			delete m_Height;
			m_Height = NULL; // 为了防止野指针的操作，进行置空的规范 操作
		}
		cout << "Person 析构函数调用" << endl;
	}

	int m_Age; //年龄
	int* m_Height; //身高
};
void test01()
{
	Person p1(18, 160);
	cout << "p1的年龄是：" << p1.m_Age << "身高为：" << *p1.m_Height << endl;

	Person p2(p1);
	cout << "p2的年龄是：" << p2.m_Age << "身高为：" << *p2.m_Height << endl;

}


int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

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) …{}

#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
	Person():m_A(10), m_B(20), m_C(30)
	{
		
	}
	// 更灵活的写法
	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);
	Person p;
}


int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

4.2.7 类对象做类成员

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?

#include<iostream>
using namespace std;
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;

	}
	string m_pName;
};
class Person
{
public:
	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;
	}
	string m_Name; //姓名
	Phone m_Phone;
};

// 当其他类对象作为本类成员，构造时候先构造类对象，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 << "拿了" << p.m_Phone.m_pName << endl;
}
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
1.所有对象共享同一份数据。
2.在编译阶段分配内存。
3.类内声明，类外初始化

#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.类内声明，类外初始化操作
	static int m_A; 

	// 静态成员变量也是有访问权限的
private:
	static int m_B;

};

int Person::m_A = 100;
int Person::m_B = 200;
void test01()
{
	Person p;
	cout << p.m_A << endl;

	Person p2;
	p2.m_A = 200;
	cout << p.m_A << endl;
}

void test02()
{
	// 静态成员变量不属于某个对象上，所有对象都共享同一份数据
	// 因此静态成员变量有两种访问方式
	// 1.通过对象访问
	Person p;
	cout << p.m_A << endl;

	// 2.通过类名进行访问
	cout << Person::m_A << endl;
	//cout << Person::m_B << endl; // private权重，类外不可以访问
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

静态成员函数
1.所有对象共享同一个函数
2.静态成员函数只能访问静态成员变量

#include<iostream>
using namespace std;

// 静态成员函数
// 1.所有对象共享同一个函数
// 2.静态成员函数只能访问静态成员变量
class Person
{
public:
	static void func()
	{
		m_A = 200; // 静态成员函数可以访问静态成员变量
		//m_B = 300; // 静态成员函数不可以访问非静态成员变量, 无法区分到底是哪个对象的
		cout << "static void func()调用" << endl;
	}
	static int m_A;
	int m_B; // 非静态成员变量

	// 静态成员函数也是有访问权限的I
private:
	static void func2()
	{
		cout << "static void func2()调用" << endl;
	}
};
int Person::m_A = 100;

void test01()
{
	// 1.通过对象访问
	Person p;
	p.func();
	// 2.通过类名进行访问
	Person::func();
	//Person::func2(); // 类外访问不到私有静态成员函数

}

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

#include<iostream>
using namespace std;

// 成员变量和成员函数分开存储
class Person
{
	int m_A; //非静态成员变量， 属于类的对象上
	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
	{

	}
};

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
	cout << "size of p = " << sizeof(p) << endl;
}

void test02()
{
	Person p;
	cout << "size of p = " << sizeof(p) << endl;

}

int Person::m_B = 100;
int main()
{
	//test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

4.3.2 this指针

在C++中，类内的成员变量和成员函数分开存储
只有才属于类的对象上

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—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：
1.当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分
2.在类的非静态成员函数中返回对象本身，可使用return *this

#include<iostream>
using namespace std;

// 成员变量和成员函数分开存储
class Person
{
public:
	Person(int age)
	{
		//age = age; //这么写会乱码，编译器会认为这3个age（包括形参是同一份）
		this->age = age;
	}

	Person& PersonAddAge(Person& p)
	{
		this->age += p.age;
		// this指向p2的指针，而*this指向的就是p2这个对象本体
		return *this;
	}
	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(18);
	Person p2(20);

	// 链式编程思想
	p2.PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1);
	cout << "p2的年龄为：" << p2.age << endl;
}

int main()
{
	//test01();
	test02();
	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

#include<iostream>
using namespace std;

// 空指针调用成员函数
class Person
{
public:
	void showClassName()
	{
		cout << "this is Person class" << endl;
	}

	void showPersonAge()
	{
		// m_Age前面其实默认是this->m_Age，但此时this指向NULL，所以报错
		//如果用到this指针，可以加以判断保证代码的健壮性
		if (this == NULL)
		{
			return;
		}
		cout << "age = " << m_Age << endl; 
	}

	int m_Age;
};

void test01()
{
	Person* p = NULL;
	p->showClassName();
	//p->showPersonAge();
}


int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

4.3.4 const修饰成员函数

常函数：
1.成员函数后加const后我们称为这个函数为常函数
2.常函数内不可以修改成员属性
3.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：
1.声明对象前加const称该对象为常对象
2.常对象只能调用常函数

#include<iostream>
using namespace std;

class Person
{
public:
	// 常函数
	// this指针的本质是指针常量，指针的指向是不可以修改的
	// Person* const this;
	// 如果想让指针指向的值也不可以修改，就：const Person* const this;就写在void showPerson() const
	void showPerson() const
	{
		//m_A = 100;  // 其实是this->m_A = 100;
		//this = NULL; // this指针不可以修改指针的指向的
		this->m_B = 200;
	}

	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，加关键字mutable
};

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

// 常对象
void test02()
{
	const Person p; // 在对象前加const，变为常对象
	//p.m_A = 100;
	p.m_B = 100; // m_B是特殊值，在常对象下也可以修改
	// 常对象只能调用常函数
	// 常对象不可以调用普通成员函数，因为普通成员函数可以修改属性
	p.showPerson();
}
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—个类中私有成员
友元的关键字为friend
友元的三种实现
1.全局函数做友元

#include<iostream>
using namespace std;

//房屋类
class Building
{
	// 让全局函数goodGay访问Buildin类中的私有成员
	friend void goodGay(Building* building);

public:
	Building()
	{
		m_SittingRoom = "客厅";
		m_BedRoom = "卧室";
	}
	
	string m_SittingRoom; // 客厅
private:
	string m_BedRoom; // 卧室

};

// 全局函数
void goodGay(Building* building)
{
	cout << "正在访问：" << building->m_SittingRoom << endl;

	// 私有属性在类外不可以访问，需要用到友元friend
	cout << "正在访问：" << building->m_BedRoom << endl;
}

void test01()
{
	Building building;
	goodGay(&building);

}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

2.类做友元

#include<iostream>
using namespace std;

class Building
{
	// GoodGay类是本来的好朋友，可以访问本类中私有成员
	friend class GoddGay;
public:
	Building();
	
	string m_SittingRoom; // 客厅
private:
	string m_BedRoom; // 卧室

};
// 类做友元
class GoddGay
{
public:
	GoddGay();
	void visit(); // 参观函数访问Building中的属性

	Building* building;
};

// 另一种写法：类内申明，类外写成员函数
Building::Building()
{
	m_SittingRoom = "客厅";
	m_BedRoom = "卧室";
}
GoddGay::GoddGay()
{
	building = new Building;
}
void GoddGay::visit()
{
	cout << "GoddGay类正在访问：" << building->m_SittingRoom << endl;

	cout << "GoddGay类正在访问：" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
	GoddGay gg;
	gg.visit();

}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

3.成员函数做友元

#include<iostream>
using namespace std;

class Building;

class GoddGay
{
public:
	GoddGay(); 
	void visit(); // 让visit函数可以访问Building中私有成员
	void visit2(); // 让visit2函数可以访问Building中私有成员
	
	Building* building;
};

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

public:
	Building();

	string m_SittingRoom; // 客厅
private:
	string m_BedRoom; // 卧室

};

// 另一种写法：类内申明，类外写成员函数
Building::Building()
{
	m_SittingRoom = "客厅";
	m_BedRoom = "卧室";
}
GoddGay::GoddGay()
{
	building = new Building;
}
void GoddGay::visit()
{
	cout << "visit()正在访问：" << building->m_SittingRoom << endl;
	cout << "visit()正在访问：" << building->m_BedRoom << endl;

}

void GoddGay::visit2()
{
	cout << "visit2()正在访问：" << building->m_SittingRoom << endl;
	//cout << "visit2()正在访问：" << building->m_BedRoom << endl;

}
void test01()
{
	GoddGay gg;
	gg.visit();
	gg.visit2();

}
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

#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;
};

// 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;
//}

// 3.函数重载的版本
Person operator+(Person& p1, int num)
{
	Person temp;
	temp.m_A = p1.m_A + num;
	temp.m_B = p1.m_B + num;
	return temp;
}
void test01()
{
	Person p1;
	p1.m_A = 10;
	p1.m_B = 10;
	Person p2;
	p2.m_A = 10;
	p2.m_B = 10;

	// 成员函数重载本质调用
	//Person p3 = p1.operator+(p2);
	Person p3 = p1 + p2; 
	// 全局函数重载本质调用
	//Person p3 = operator+(p1, p2);
	cout << "p3.m_A=" << p3.m_A << "p3.m_B" << p3.m_B << endl;

	// 运算符重载也可以发生函数重载
	// 比如上面形参是传的两个对象的引用，下面这个就是1个对象的引用+整型
	Person p4 = p1 + 100;
	cout << "p4.m_A=" << p4.m_A << "p4.m_B" << p4.m_B << endl;
	
}


int main()
{
	test01();
	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

#include<iostream>
using namespace std;

// 左移运算符重载

class Person
{
private:
	// 改成private权限后，
	friend ostream& operator<<(ostream& cout, Person& p);

	//public:

	// 利用成员函数重载左移运算符
	// 起初写代码时，不知道返回类型，就先写void
	// 类似上述+号重载，void operator<<(Person& p)，p.operator<<p2肯定不对
	// void operator<<(cout)也不对，p<<cout，cout在p的左边，我们要是cout << p;
	// 因此，通常不会利用成员函数重载<<运算符，因为无法实现cout在左侧
	/*void operator<<(cout)
	{

	}*/
	int m_A;
	int m_B;
};

// 只能利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 << "p.m_A=" << p.m_A << "p.m_B=" << p.m_B;
	return cout;
}
void test01()
{
	Person p;
	p.m_A = 10;
	p.m_B = 10;

	// 直接cout<<p 会报错，因为编译器不知道怎么输出p这个数据类型
	// 以ostream&返回cout，就可以以链式编程思想继续<<，(ostream& cout, Person& p)
	cout << p << 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

4.5.3 递增运算符重载

作用：通过重载递增运算符，实现自己的整型数据

#include<iostream>
using namespace std;

// 重载递增运算符

class MyInteger
{
	friend ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger& myint);

public:

	MyInteger()
	{
		m_Num = 0;
	}

	// 重载前置++运算符  返回引用为了一直对一个数据进行递增操作
	MyInteger& operator++()
	{
		// 先进行++运算
		m_Num++;
		// 再将自身进行返回
		return *this;
	}
	// 重载后置++运算符  int代表占位参数，可以用于区分前置和后置递增
	// temp是一个局部变量，返回MyInteger&就是非法操作了，所以后置递增要返回值（而不是引用）
	MyInteger& operator++(int)
	{
		// 先记录当时结果
		MyInteger& temp = *this;
		// 后递增
		m_Num++;
		// 最后将记录结果做返回
		return temp;
	}
private:

	int m_Num;
};

// 重载<<运算符
ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger& myint)
{
	cout << myint.m_Num;
	return cout;
}
void test01()
{
	MyInteger myint;
	// 直接cout<<myint 会报错，因为编译器不知道怎么输出myint这个数据类型
	cout << ++(++myint) << endl;
	cout << myint << endl;

}

void test02()
{
	MyInteger myint;
	cout << myint++ << endl;
	cout << myint << endl;
}
int main()
{
	//test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

作用：前置递增返回引用，后置递增返回值

4.5.4 赋值运算符重载

C++编译器至少给一个类添加4个函数
1.默认构造函数(无参，函数体为空)
2.默认析构函数(无参，函数体为空)
3.默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝
4..赋值运算符operator=,对属性进行值拷贝
如果类中有属性指向堆区，做赋值操作时也会出现深浅拷贝问题

#include<iostream>
using namespace std;


class Person
{
public: 
	Person(int age)
	{
		m_Age = new int(age);
	}
	~Person()
	{
		if (m_Age != NULL)
		{
			delete m_Age;
			m_Age = NULL;
		}
	}

	// 重载赋值运算符
	Person& operator=(Person& p)
	{
		// 编译器是提供浅拷贝
		//this->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，然后再深拷贝
		if (this->m_Age != NULL)
		{
			delete m_Age;
			m_Age = NULL;

		}
		// 深拷贝操作
		this->m_Age = new int(*p.m_Age);
		return *this;
	}

	int* m_Age;
};


void test01()
{
	Person p1(18);
	cout << *p1.m_Age << endl;

	Person p2(20);
	p2 = p1; // 看似没问题，但是new开辟的数据是在堆区，由程序员手动释放，所以得在析构函数中进行释放

	cout << *p2.m_Age << endl;


}


int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

4.5.5 关系运算符重载

作用：重载关系运算符，可以让两个自定义类型对象进行对比操作

#include<iostream>
using namespace std;

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;
	} 
	string m_Name;
	int m_Age;
};


void test01()
{
	Person p1("Tom", 18);
	Person p2("Tom", 28);

	if (p1 == p2)
	{
		cout << "p1和p2相等" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "p1和p2不相等" << endl;
	}

}


int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

4.5.6 函数调用运算符重载

1.函数调用运算符()也可以重载
2.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
3.仿函数没有固定写法，非常灵活

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

// 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 Myprint2(string test)
{
	cout << test << endl;
}
void test01()
{
	Myprint myprint;
	// 由于使用起来非常类似于函数调用，因此称为仿函数
	myprint("hello world");  
	Myprint2("hello world");
}

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

void test02()
{
	MyAdd myadd;
	int ret = myadd(10, 20);
	cout << ret << endl;
	// 匿名函数对象
	cout << MyAdd()(100, 100) << endl;
}
int main()
{
	//test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

4.6 继承

继承是面向对象三大特性之一
有些类与类之间存在特殊的关系，例如下图中：

我们发现，定义这些类时，下级别的成员除了拥有上一级的共性，还有自己的特性。这个时候我们就可以考虑利用继承的技术，减少重复代码。

4.6.1 继承的语法

例如我们看到很多网站中，都有公共的头部，公共的底部，甚至公共的左侧列表，只有中心内容不同。
接下来我们分别利用普通写法和继承的写法来实现网页中的内容，看一下继承存在的意义以及好处。

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

// 普通实现页面

// Java页面
//class Java
//{
//public: 
//	void header()
//	{
//		cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;
//	}
//	void footer()
//	{
//		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
//	}
//	void left()
//	{
//		cout << "Java、Python、C++、...(公共分类列表)" << endl;
//	}
//	void content()
//	{
//		cout << "Java学科" << endl;
//	}
//};


// Python页面
//class Python
//{
//public:
//	void header()
//	{
//		cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;
//	}
//	void footer()
//	{
//		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
//	}
//	void left()
//	{
//		cout << "Java、Python、C++、...(公共分类列表)" << endl;
//	}
//	void content()
//	{
//		cout << "Python学科" << endl;
//	}
//};

// C++页面
//class CPP
//{
//public:
//	void header()
//	{
//		cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;
//	}
//	void footer()
//	{
//		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
//	}
//	void left()
//	{
//		cout << "Java、Python、C++、...(公共分类列表)" << endl;
//	}
//	void content()
//	{
//		cout << "CPP学科" << endl;
//	}
//};

// 继承实现
// 继承的好处:减少重复代码
// 语法:class 子类:继承方式 父类
// 子类 也称为 派生类
// 父类 也称为基类
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
class Java : public BasePage
{
public:
	void content()
	{
		cout << "Java学科" << endl;
	}

};
// Python
class Python : public BasePage
{
public:
	void content()
	{
		cout << "Python学科" << endl;
	}
};
// CPP
class CPP : public BasePage
{
public:
	void content()
	{
		cout << "CPP学科" << endl;
	}
};

void test01()
{
	cout << "Java如下：" << endl;
	Java ja;
	ja.header();
	ja.footer();
	ja.left();
	ja.content();

	cout << "Python如下：" << endl;
	Python py;
	py.header();
	py.footer();
	py.left();
	py.content();

	cout << "CPP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:可以减少重复的代码
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
派生类中的成员，包含两大部分:
一类是从基类继承过来的，一类是自己增加的成员。
从基类继承过过来的表现其共性，而新增的成员体现了其个性。

4.6.2 继承的方式

继承的语法：class 子类 : 继承方式 父类
继承方式—共有三种:
1.公共继承
2.保护继承
3.私有继承

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

// 继承方式
class Base1
{
public:
	int m_A;
protected:
	int m_B;
private:
	int m_C;
};
// 公共继承
class Son1 : public Base1
{
public:
	void func()
	{
		m_A = 10; // 父类中的公共权限成员到子类中依然是公共权限

		m_B = 20; // 父类中的保护权限成员到子类中依然是保护权限

		//m_C = 30; // 父类中的私有权限成员，子类访问不到

	}
};

void test01()
{
	Son1 s1;
	s1.m_A = 10;
	//s1.m_B = 10; // 到Son1中是保护权限， 类外访问不到

}

// 保护继承
class Son2 : protected Base1
{
public:
	void func()
	{
		m_A = 10; // 父类中的公共权限成员，到子类中是保护权限

		m_B = 20; // 父类中的保护权限成员，到子类中依然是保护权限

		//m_C = 30; // 父类中的私有权限成员，子类访问不到

	}
};
void test02()
{
	Son2 s2;
	//s2.m_A = 10; // 到Son2中是保护权限， 类外访问不到
	//s2.m_B = 100; // 到Son2中是保护权限， 类外访问不到


}


// 私有继承
class Son3 : private Base1
{
public:
	void func()
	{
		m_A = 10; // 父类中的公共权限成员，到子类中变为私有权限

		m_B = 20; // 父类中的保护权限成员，到子类中变为私有权限

		//m_C = 30; // 父类中的私有权限成员，子类访问不到

	}
};
void test03()
{
	Son3 s3;
	//s3.m_A = 10; // 到Son3中是私有权限， 类外访问不到
	//s3.m_B = 100; // 到Son3中是私有权限， 类外访问不到


}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

4.6.3 继承中的对象模型

问题：从父类继承过来的成员，哪些属于子类对象中?

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

// 继承中的对象模型
class Base
{
public:
	int m_A;
protected:
	int m_B;
private:
	int m_C;  // 私有成员只是被隐藏了，但是还是会继承下去
};
// 公共继承
class Son : public Base
{
public:
	int m_D;
};

void test01()
{
	// 父类中所有非静态成员属性都会被子类继承下去
	// 父类中私有成员属性是被编译器给隐藏了，因此是访问不到，但是确实被继承下去了
	cout << "sizeof(Son) = " << sizeof(Son) << endl;
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

打开VS开发人员命令提示符

进入到创建的c++的.cpp文件所在路径：

cl /dl reportSingleClassLayout 类名文件名

cl /d1 reportSingleClassLayoutSon main.cpp   

总结：父类中私有成员也是被子类继承下去了，只是由编译器给隐藏后访问不到

4.6.4 继承中构造和析构顺序

子类继承父类后，当创建子类对象，也会调用父类的构造函数
问题：父类和子类的构造和析构顺序是谁先谁后?

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

// 继承中构造和析构顺序
class Base
{
public:
	Base()
	{
		cout << "Base构造函数！" << endl;
	}
	~Base()
	{
		cout << "Base析构函数！" << endl;

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

	}
};

void test01()
{
	// 继承中的构造和析构顺序如下:
	// 先构造父类，再构造子类，析构的顺序与构造的顺序相反
	Son s1;
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：继承中先调用父类构造函数，再调用子类构造函数，析构顺序与构造相反。

4.6.5 继承同名成员处理方式

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：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?
1.访问子类同名成员直接访问即可
2.访问父类同名成员需要加作用域

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

// 继承中同名成员处理
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;
	}
	int m_A;
};
// 公共继承
class Son : public Base
{
public:
	Son()
	{
		m_A = 200;
	}
	void func()
	{
		cout << "Son - func()调用" << endl;
	}

	int m_A;
};

// 同名成员属性处理
void test01()
{
	Son s1;
	cout << "Son下s1.m_A = " << s1.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s1.m_A = " << s1.Base::m_A << endl;
}
// 同名成员函数处理
void test02()
{
	Son s1;
	s1.func();  // 直接调用调用是子 类中的同名成员
	s1.Base::func(); // 加作用域

	// 哪怕只有Base类里才有的有参成员函数，
	// 如果子类中出现和父类同名的成员函数，子类的同名成员会隐藏掉父类中所有同名成员函数
	// 所以要调Base，必须加作用域，s1.Base::func(10);
	//s1.func(10);
}
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到父类同名成员
3.当子类与父类拥有同名的成员函数，子类会隐藏父类中同名成员函数，加作用域可以访问到父类中同名函数

4.6.6 继承同名静态成员处理方式

问题：继承中同名的静态成员在子类对象上如何进行访问?
静态成员和非静态成员出现同名，处理方式一致
1.访问子类同名成员直接访问即可
2.访问父类同名成员需要加作用域

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

// 继承中同名静态成员处理
class Base
{
public:
	static void func()
	{
		cout << "Base的static void func()调用" << endl;
	}

	static void func(int a)
	{
		cout << "Base的static void func(int a)调用" << endl;
	}
	static int m_A;
};
int Base::m_A = 100;


// 公共继承
class Son : public Base
{
public:
	
	static void func()
	{
		cout << "Son的static void func()调用" << endl;
	}
	static int m_A;
};
int Son::m_A = 200;

// 同名成员静态属性处理
void test01()
{
	// 1.通过对象来访问数据
	Son s1;
	cout << "Son下s1.m_A = " << s1.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s1.m_A = " << s1.Base::m_A << endl;

	// 2.通过类名访问
	cout << "Son下s1.m_A = " << Son::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s1.m_A = " << Base::m_A << endl;
	// 这样写，也是可以的，第1个::代笔通过类名的方式访问，第2个::代笔代表访问父类的作用域下
	cout << "Base下s1.m_A = " << Son::Base::m_A << endl;
}
// 同名成员函数处理
void test02()
{
	// 1.通过对象访问
	Son s1;
	s1.func();  // 直接调用调用是子 类中的同名成员
	s1.Base::func(); // 加作用域

	// 通过类名的方式访问
	Son::func();
	Base::func();
	Son::Base::func();

	// 哪怕只有Base类里才有的有参静态成员函数，
	// 如果子类中出现和父类同名的静态成员函数，子类的同名成员会隐藏掉父类中所有同名静态成员函数
	// 所以要调Base，必须加作用域，s1.Base::func(10);
	//Son::func(100);
	Son::Base::func(100);
}

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

总结：同名静态成员处理方式和非静态处理方式一样，只不过有两种访问的方式(通过对象和通过类名)

4.6.7 多继承语法

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

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

// 多继承语法
class Base1
{
public:
	Base1()
	{
		m_A = 100;
	}
	int m_A;

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

};

// 子类
// 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(s) = " << sizeof(s) << endl;

	// 两个父类Base1和Base2都有成员属性m_A，产生了二义性
	//cout << "s.m_A = " << s.m_A << endl;
	cout << "Base1下s.m_A = " << s.Base1::m_A << endl;  //需要加作用域进行区分
	cout << "Base2下s.m_A = " << s.Base2::m_A << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：多继承中如果父类中出现了同名情况，子类使用时候要加作用域

4.6.8 菱形继承

菱形继承概念：
两个派生类继承同一个基类
又有某个类同时继承者两个派生类
这种继承被称为菱形继承，或者钻石继承

菱形继承问题：
1.羊继承了动物的数据，驼同样继承了动物的数据，当草泥马使用数据时
就会产生二义性。
2.草泥马继承自动物的数据继承了两份，其实我们应该清楚，这份数据我们只需要一份就可以。

#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
//class Sheep : public Animal
{

};

// 鸵类
class Tuo : virtual public Animal
{

};

// 羊鸵类
class SheepTuo : public Sheep, public Tuo
{

};

void test01()
{
	SheepTuo st;
	// 因为这份数据m_Age，两个父类都继承的Animal类，所以两个父类Sheep、Tuo都有1份数据m_Age
	//st.m_Age = 18;
	// 当菱形继承，两个父类拥有相同数据，需要加以作用域区分
	st.Sheep::m_Age = 18;
	st.Tuo::m_Age = 28;

	// 这份数据我们知道只有有一份就可以，菱形继承导致数据有两份，资源浪费
	// 其中一个父类改为虚基类后，st.m_Age = 18也不会因为不明确报错了
	st.m_Age = 18;
	// m_Age就变为1份了，上述先是st.Sheep::m_Age = 18;再是st.Tuo::m_Age = 28;
	// 所以不管输出哪份m_Age，最后都变为：28

}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

可以发现，左边由原始的成员属性m_Age变为了虚基类指针vbptr（virtual base pointer），会指向1个 vbtable

最后，指针的偏移量都是指向同一份数据。

总结：
1.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
2.利用虚继承可以解决菱形继承问题

4.7 多态

4.7.1 多态的基本概念

多态是C++面向对象三大特性之一
多态分为两类：
1.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（就是让相同的函数名有不同的形态，不同的运算符有不同的功能形态）
2.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：
1.静态多态的函数地址早绑定–编译阶段确定函数地址
2.动态多态的函数地址晚绑定–运行阶段确定函数地址

#include<iostream>
using namespace std;

// 多态

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

// 猫类
class Cat : public Animal
{
public:
	// 重写， 函数返回值类型 函数名 参数列表 都完全相同（与重载区分）
	void speak()
	{
		cout << "猫在说话" << endl;
	}
};

// C++中允许父子之间的转换，不需要强制转换，父类的引用/指针可以直接指向子类
// 地址早绑定，编译阶段就确定了函数的地址，不管传的哪个子类，都会走Animal里面的函数
// 如果想执行让猫说话，那么这个函数地址就不能提前绑定，需要在运行阶段进行绑定，地址晚绑定（动态动态）

// 动态多态满足条件：
// 1、有继承关系
// 2、子类“重写”父类的虚函数

// 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();
}
int main()
{
	Cat cat;
	doSpeak(cat);
	system("pause");
	return 0;
}

总结：
多态满足条件：
1.有继承关系
2.子类重写父类中的虚函数
动态多态使用条件
1.父类指针或引用指向子类对象
重写：函数返回值类型 函数名 参数列表 完全—致，才称为重写。

#include<iostream>
using namespace std;

// 多态

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

// 猫类
class Cat : public Animal
{
public:
	// 重写， 函数返回值类型 函数名 参数列表 都完全相同（与重载区分）
	void speak()
	{
		cout << "猫在说话" << endl;
	}
};



void test01()
{
	// 如果仅有1个非静态成员函数void speak()，是占1个字节，因为只有非静态成员变量是属于类的对象上的
	// virtual void speak()变为虚函数，就占4个字节
	cout << "sizeof(Animal) = " << sizeof(Animal) << endl;

}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

4.7.2 多态的案例

多态的优点：
1.代码组织结构清晰
2.可读性强
3.利于前期和后期的扩展以及维护

#include<iostream>
using namespace std;

// 分别利用普通写法和多态技术实现计算器

// 普通写法
class Calculator
{
public:
	int getResult(string oper)
	{
		if (oper == "+")
		{
			return m_Num1 + m_Num2;
		}
		else if (oper == "-")
		{
			return m_Num1 - m_Num2;
		}
		else if (oper == "*")
		{
			return m_Num1 * m_Num2;
		}

		// 如果想扩展新的功能，需求修改源码
		// 在真实开发中 提倡开闭原则
		// 开闭原则:对扩展进行开发，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;
}


// 利用多态实现计算器
// 多态好处:
// 1.组织结构清晰，哪里出错看哪里就行
// 2.可读性强
// 3.对于前期和后期扩展以及维护性高

// 实现计算器的抽象类
class AbstractCalculator
{
public:
	virtual int getResult()
	{
		return 0;
	}

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

// 加法类
class AddCalculator : public AbstractCalculator
{
public:
	int getResult()
	{
		return m_Num1 + m_Num2;
	}
};

// 减法类
class SubCalculator : public AbstractCalculator
{
public:
	int getResult()
	{
		return m_Num1 - m_Num2;
	}
};

// 乘法类
class MulCalculator : public AbstractCalculator
{
public:
	int getResult()
	{
		return m_Num1 * m_Num2;
	}
};

void test02()
{
	// 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* abc = new AddCalculator;
	abc->m_Num1 = 10;
	abc->m_Num2 = 10;
	cout << abc->m_Num1 << "+" << abc->m_Num2 << "=" << abc->getResult() << endl;
	// 用完堆区数据，手动进行释放
	delete abc;


	// 减法运算
	abc = new SubCalculator;
	abc->m_Num1 = 10;
	abc->m_Num2 = 10;
	cout << abc->m_Num1 << "-" << abc->m_Num2 << "=" << abc->getResult() << endl;
	// 用完堆区数据，手动进行释放
	delete abc;

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

总结：C++开发提倡利用多态设计程序架构，因为多态优点很多

4.7.3 纯虚函数和抽象类

在多态中，通常父类中虚函数的实现是毫无意义的，主要都是调用子类重写的内容
因此可以将虚函数改为纯虚函数
纯虚函数语法：virtual 返回值类型 函数名（参数列表) = 0 ;
当类中有了纯虚函数，这个类也称为抽象类
抽象类特点:
1.无法实例化对象
2.子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类

#include<iostream>
using namespace std;

// 纯虚函数和抽象类
class Base
{
public:
	// 这是1个纯虚函数， 这个类就称为抽象类
	// 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:
	void func()
	{
		cout << "func()的函数调用" << endl;
	}
};
void test1()
{
	//Base b; // 抽象类是无法实例化对象
	//new Base; // 抽象类是无法实例化对象
	Son s; // 子类必须重写父类中的纯虚函数，否则无法实例化对象
	Base* b = new Son;
	b->func();
};
int main()
{
	test1();
	system("pause");
	return 0;
}

4.7.4 纯析构和纯虚析构

多态使用时，如果子类中有属性开辟到堆区，那么父类指针在释放时无法调用到子类的析构代码
解决方式：将父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构
虚析构和纯虚析构共性：
1.可以解决父类指针释放子类对象
2.都需要有具体的函数实现
虚析构和纯虚析构区别：
1.如果是纯虚析构，该类属于抽象类，无法实例化对象
虚析构语法：
virtual ~类名() { }
纯虚析构语法：
virtual ~类名() = 0;

#include<iostream>
using namespace std;

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

	}

	// 利用虚析构可以解决父类指针释放子类对象时不干净的问题
	/*virtual ~Animal()
	{
		cout << "Animal虚析构函数" << endl;

	}*/

	// 纯虚析构  需要声明也需要实现
	// 有了纯虚析构之后，这个类也属于抽象类，无法实例化对象
	virtual ~Animal() = 0;

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

Animal::~Animal()
{
	cout << "Animal纯虚析构函数" << endl;

}

class Cat : public Animal
{
public:
	Cat(string name)
	{
		cout << "Cat构造函数" << endl;
		m_Name = new string(name);
	}
	virtual void speak()
	{
		cout << *m_Name << "小猫在说话" << endl;
	}

	// 由于构造函数中开辟数据到堆区了，所以要在析构中释放
	~Cat()
	{
		if (m_Name != NULL)
		{
			cout << "Cat析构函数" << endl;
			delete m_Name;
			m_Name = NULL;
				 
		}
	}
	string* m_Name;
};
void test1()
{
	Animal* animal = new Cat("Tom");
	animal->speak();

	// 父类指针在析构时候不会调用子类中析构函数，导致子类如果有堆区属性，出现内存泄漏
	// 只要将父类中的析构函数更改为虚析构就行，~Animal()  -->> virtual ~Animal()
	delete animal;
};
int main()
{
	test1();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：
1.虚析构或纯虚析构就是用来解决通过父类指针释放子类对象
2.如果子类中没有堆区数据，可以不写为虚析构或纯虚析构
3.拥有纯虚析构函数的类也属于抽象类

4.7.5 多态案例

#include<iostream>
using namespace std;

// 抽象不同的零件类
// 抽象CPU类
class CPU
{
public:
	// 抽象的计算函数
	virtual void calculate() = 0;
};

// 抽象显卡类
class VideoCard
{
public:
	// 抽象的计算函数
	virtual void display() = 0;
};


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

// 电脑类
class Computer
{
public:
	Computer(CPU* cpu, VideoCard* vc, Memory* mem)
	{
		m_cpu = cpu;
		m_vc = vc;
		m_mem = mem;
	}

	// 提供1个工作的函数
	void doWork()
	{
		// 让零件工作起来，调用接口
		m_cpu->calculate();
		m_vc->display();
		m_mem->storage();
	}

	// 提供析构函数释放3个电脑零件
	~Computer()
	{
		// 释放CPU
		if (m_cpu != NULL)
		{
			delete m_cpu;
			m_cpu = NULL;
		}

		// 释放显卡
		if (m_vc != NULL)
		{
			delete m_vc;
			m_vc = NULL;
		}

		// 释放内存条
		if (m_mem != NULL)
		{
			delete m_mem;
			m_mem = NULL;
		}

	}
private:
	CPU* m_cpu;  // CPU的零件指针
	VideoCard* m_vc; // CPU的零件指针
	Memory* m_mem;  // 显卡的零件指针
};

// 具体厂商

// 1.Intel厂商
class IntelCPU : public CPU
{
	virtual void calculate()
	{
		cout << "Intel的CPU开始计算了" << endl;
	}
};
class IntelVideoCard : public VideoCard
{
	virtual void display()
	{
		cout << "Intel的显卡开始显示了" << endl;
	}
};
class IntelMemory : public Memory
{
	virtual void storage()
	{
		cout << "Intel的内存条开始存储了" << endl;
	}
};

// 2.Leveo厂商
class LeveoCPU : public CPU
{
	virtual void calculate()
	{
		cout << "Leveo的CPU开始计算了" << endl;
	}
};
class LeveoVideoCard : public VideoCard
{
	virtual void display()
	{
		cout << "Leveo的显卡开始显示了" << endl;
	}
};
class LeveoMemory : public Memory
{
	virtual void storage()
	{
		cout << "Leveo的内存条开始存储了" << endl;
	}
};
void test01()
{
	// 第1台电脑
	CPU* intelCpu = new IntelCPU;
	VideoCard* intelCard = new IntelVideoCard;
	Memory* intelMem= new IntelMemory;

	// 创建第1台电脑
	Computer* computer1 = new Computer(intelCpu, intelCard, intelMem);
	computer1->doWork();
	delete computer1;

	// 创建第2台电脑
	Computer* computer2 = new Computer(new LeveoCPU, new LeveoVideoCard, new LeveoMemory);
	computer2->doWork();
	delete computer2;

}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

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