黑马程序员C++ 第二阶段 核心程序

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一.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

​ 代码区：

​ 存放 CPU 执行的机器指令

​ 代码区是共享的，共享的目的是对于频繁被执行的程序，只需要在内存中有一份代码即可

​ 代码区是只读的，使其只读的原因是防止程序意外地修改了它的指令

​ 全局区：

​ 全局变量和静态变量存放在此.

​ 全局区还包含了常量区, 字符串常量和其他常量也存放在此.

​ 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放.

//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;
}

1.2C++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

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

#include<iostream>
using namespace std;

int* func()
{
    int a = 10;
    return &a;
}

int main() {

    int* p = func();

    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;

    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

#include<iostream>
using namespace std;
int* func()
{
    //利用new关键字可以将数据开辟到堆区
    //指针本质上也是局部变量，放在栈上，指针保存的数据是放在堆区
    int* p = new int(10);
    return p;

}
int main()
{
    int* p = func();
    cout << *p << endl;
    cout << *p << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

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

#include<iostream>
using namespace std;
//1.new的基本语法
int* func()
{
    //在堆区创建整型数据
    //new返回是  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;
    //堆区的数据由管理员开辟，释放
    //如果想释放堆区的数据，利用关键字 delete
    delete p;
    //cout << *p << endl;   //内存被释放，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整型数据的数组，在堆区
    int* arr = new int[10];
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        arr[i] = i + 100;  //给10个元素赋值100~109

    }
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout << arr[i] << endl;
    }
    //释放堆区的数组
    //释放数组的时候 要加[]才可以
    delete[] arr;
}

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

二.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

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    //引用的基本语法
    //数据类型 &别名 = 原名
    int a = 10;
    //创建引用
    int& b = a;
    cout << "a = " << a << endl;          //10
    cout << "b = " << b << endl;          //10
    a = 100;  //b=100 都是一样的结果
    cout << "a = " << a << endl;          //100
    cout << "b = " << b << endl;          //100

    system("pause");
    return 0;
}

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

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    //1.引用必须初始化
    int a = 10;
    //int& b;  //错误，必须要初始化
    int& b = a;

    //2.引用在初始化后，不可以更改
    int c = 20;
    b = c;    //赋值操作，而不是更改引用

    cout << "a = " << a << endl;     //20
    cout << "b = " << b << endl;     //20
    cout << "c = " << c << endl;     //20

    system("pause");
    return 0;
}

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;
    cout << "swap01a = " << a << endl;
    cout << "swap01b = " << b << endl;
}
//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，形参不会修饰实参
    //mySwap02(&a, &b);   //地址传递，形参会修饰实参
    mySwap03(a, b);      //引用传递，形参会修饰实参
    cout << "a = " << a << endl;       //20
    cout << "b = " << b << endl;       //10

    system("pause");
    return 0;
}

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;
//引用做函数的返回值
//1.不要返回局部变量的引用
int& test01()
{
    int a = 10;  //局部变量存放在内存四区中的栈区
    return a;
}

//2.函数的调用可以作为左值
int& test02()
{
    static int a = 10;    //静态变量存放在全局区，全局区上的数据在程序结束后系统释放
    return a;
}
int main()
{
    //int& ref = test01();
    //cout << "ref = " << ref << endl;  //第一次结果是正确的，因为编译器做了保留
    //cout << "ref = " << ref << endl;  //第二次结果是错误的，因为a的内存已经被释放
    int& ref2 = test02();
    cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
    cout << "ref2 = " << ref2 << endl;

    test02() = 1000; //如果函数的返回值师引用，这个函数调用可以作为左值

    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.

#include<iostream>
using namespace std;


//发现是引用，转换为 int* const ref = &a;  相当于   int& 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;
}

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

#include<iostream>
using namespace std;

//打印数据
void showValue(const int& val)
{
    //val = 1000;
    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;
    //加上const之后 编译器将代码修改 int temp=10; const int & ref = temp;
    //const int& ref = 10;        //引用必须引一块合法的内存空间
    //ref = 20;    //加入const之后变为只读，不可以修改

    int a = 100;
    showValue(a);
    cout << "a = " << a << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

三. 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;

//函数的默认参数
//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）{}
int func(int a, int b = 20, int c = 30)
{
    return a + b + c;
}
//注意事项
//1.如果某个位置已经有了默认参数，那么从这个位置往后，从左到右，必须有默认值
//int func2(int a = 10, int b, int c,int d)
//{
//    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
//声明和显示只能有一个有默认参数
int func2(int a = 10, int b = 10);

int func2(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int main()
{
    //cout << func(10,30) << endl;
    cout << func2() << 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

#include<iostream>
using namespace std;
//占位参数
//返回值类型 函数名（数据类型）{}
//目前阶段的占位参数，我们还用不到，后面课程会用到
//占位参数，还可以有默认参数 int a = 10
void func(int a, int = 10)
{
    cout << "this is func" << endl;
}


int main()
{

    func(10);
    system("pause");
    return 0;
}

3.3 函数重载

函数重载概述

**作用：**函数名可以相同，提高复用性

函数重载满足条件：

同一个作用域下

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

#include<iostream>
using namespace std;

//函数重载
//可以让函数名相同，提高复用性

//函数重载的满足条件
//1.同一个作用域下（这里是全局作用域）
//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 a, int b)
{
    cout << "func(double a, int b)的调用" << endl;
}
//注意事项
//函数的返回值不可以作为函数重载的条件 int是关键
//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;
}

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

#include<iostream>
using namespace std;

//函数重载的注意事项
//1.引用作为重载的条件

void func(int& a)  //int &a = 10;不合法的
{
    cout << "func(int& a)的调用" << endl;
}

void func(const int& a)   //const int &a = 10；合法
{
    cout << "func(const int& a)的调用" << endl;
}
//2.函数重载碰到默认参数
void func2(int a,int b = 10)
{
    cout << "func2(int a,int b=10)函数的调用" << endl;
}
void func2(int a)
{
    cout << "func2(int a)函数的调用" << endl;
}
int main()
{
    //int a = 10;
    //func(a);
    //func(10);
    func2(10);  //当函数重载碰到默认参数，出现二义性，报错，尽量避免这种情况
    system("pause");
    return 0;
}

四. 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

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

#include<iostream>
using namespace std;


//设计一个圆类，求圆的周长
//圆求周长的公式:  2 * PI * 半径

const double PI = 3.14;

//class代表设计一个类，类后面紧跟的是类的名称
class Circle
{
    //访问权限
    //公共权限
public:
    //属性
    //半径
    int m_r;
    //行为
    //获取圆的周长
    double calculateZC()
    {
        return 2 * PI * m_r;
    }

};


int main()
{
    //通过圆类创建一个具体的圆（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;
    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

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

//设计一个学生类
class Student
{
public:   //公共权限
    //类中的属性和行为  我们统称为成员
    //属性   成员属性   成员变量
    //行为   成员函数   成员方法
    //属性
    string m_Name;   //姓名
    int m_Id;        //学号

    //行为
    //显示姓名和学校的行为
    void showStudent()
    { 
        cout << "姓名 " << m_Name << "  学号 " << m_Id << endl;
    }

    //给姓名赋值
    void setName(string name)
    {
        m_Name = name;
    }
    //给学号赋值
    void setId(int id)
    {
        m_Id = id;
    }
};


int main()
{
    //创建一个具体的学生  实例化对象
    Student s1;
    //s1.m_Name = "张三";
    s1.setName("张三");
    s1.setId(1);
    //显示学生的信息
    s1.showStudent();

    Student s2;
    s2.m_Name = "李四";
    s2.m_Id = 2;
    s2.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：

public 公共权限

protected 保护权限

private 私有权限

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//访问权限 
//公共权限 public         成员类内可以访问   
//保护权限 protected      类内可以访问，类外不可以访问 儿子也可以访问父亲中的保护内容
//私有权限 private        类内可以访问，类外不可以访问 儿子不可以访问父亲的私有内容

class Person
{
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:
    void func()
    {
        m_Name = "张三";
        m_Car = "拖拉机";
        m_Password = 1234;
    }

};
int main()
{
    Person p1;
    p1.m_Name = "李四";
    //p1.m_Car = "奔驰";      //保护权限的内容，类外访问不到
    //p1.m_Password = 344;    //私有权限的内容，类外访问不到
    //p1.func();
    system("pause");
    return 0;
}

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

#include<iostream>
using namespace std;

class C1
{
    int m_A;   //默认权限  是私有
};
struct C2
{
    int m_A;  //默认权限  是公共
};
int main()
{
    
    //struct和class的区别
    //struct  默认权限是 公共 public
    //class   默认权限是 私有 private
    C1 c1;
    //c1.m_A = 100;   //在class里默认权限  私有，因此类外不可以访问
    C2 c2;
    c2.m_A = 100;    //在struct默认权限为公共，因此可以访问

    system("pause");
    return 0;
}

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

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//成员属性设置为私有
//1.可以自己控制读写权限
//2.对于写可以检测数据的有效性
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  可读 可写 如果想修改（年龄的范围必须是0~150之间）
    int getAge()
    {
        //m_Age = 0;   //初始化年龄为0岁
        return m_Age;
    }
    //设置年龄
    void setAge(int age)
    {
        if (age < 0 || age>150)
        {
            m_Age = 0;
            cout << "你这个老妖精!" << endl;
            return;             //直接退出这个函数
        }
        m_Age = age;
    }
    //设置情人  只写
    void setLover(string lover)
    {
        m_Lover = lover;
    }
private:
    //姓名   可读  可写
    string m_Name;
    //年龄   只读
    int m_Age;
    //情人   只写
    string m_Lover;
};
int main()
{
    Person p;
    p.setName("张三");
    cout << "姓名为：" << p.getName() << endl;
    //p.m_Age = 10;
    //p.setAge = 18;
    p.setAge(18);
    cout << "年龄为：" << p.getAge() << endl;
    
    p.setLover("苍井");

    //cout << "情人为：" << p.m_Lover << endl;  是不可以访问的

    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。

#include<iostream>
using namespace std;
//立方体类设计
//1.创建立方体类
//2.设计属性和行为
//3.获取立方体的面积和体积
//4.判断两个立方体是否相等   分别利用全局函数与成员函数
class Cube
{
public:
    //设置长
    void setL(int l)
    {
         m_L = l;
    }
    //获取长
    int getL()
    {
        return m_L;
    }
    //设置宽
    void setW(int w)
    {
         m_W = w;
    }
    //获取宽
    int getW()
    {
        return m_W;
    }
    //设置高
    void setH(int h)
    {
         m_H = h;
    }
    //获取高
    int getH()
    {
        return m_H;
    }
    //获取立方体面积
    int getCalculateS()
    {
        return 2 * m_L * m_H + 2 * m_L * m_W + 2 * m_W * m_H;
    }
    //获取立方体体积
    int getCalculateV()
    {
        return m_L * m_W * m_H;
    }
    //利用成员函数判断两个立方体是否相等
    bool isSameByClass(Cube &c)
    {
        if (m_L == c.getL() && m_W == c.getW() && m_H == c.getH())
        {
            return true;
        }
        return false;
    }
private:
    int m_L;  //长
    int m_W;  //宽
    int m_H;  //高

};
//利用全局函数判断两个立方体是否相等
bool isSame(Cube &c1,Cube &c2)
{
    if (c1.getL() == c2.getL() && c1.getW() == c2.getW() && c1.getH() == c2.getH())
    {
        return true;
    }
    return false;
}

int main()
{
    Cube c1;
    c1.setL(10);
    c1.setW(10);
    c1.setH(10);

    cout << "面积为：" << c1.getCalculateS() << endl;
    cout << "体积为：" << c1.getCalculateV() << endl;

    //创建第二个立方体
    Cube c2;
    c2.setL(10);
    c2.setW(10);
    c2.setH(10);
    //利用全局函数判断
    bool ret = isSame(c1, c2);
    if (ret)
    {
        cout << "c1和c2是相等的" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "c1和c2是不相等的" << endl;
    }
    //利用成员函数判断
    ret = c1.isSameByClass(c2);
    if (ret)
    {
        cout << "成员函数判断c1和c2是相等的" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "成员函数判断c1和c2是不相等的" << endl;
    }
    system("pause");
    return 0;
}

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。

#include<iostream>
using namespace std;
#include"Circle.h"
#include"Point.h"
//点和圆的关系案例

点类
//class Point
//{
//public:
//    //设置X坐标
//    void setX(int x)
//    {
//        m_X = x;
//    }
//    //获取X坐标
//    int getX()
//    {
//        return m_X;
//    }
//    //设置Y坐标
//    void setY(int y)
//    {
//        m_Y = y;
//    }
//    //获取Y坐标
//    int getY()
//    {
//        return m_Y;
//    }
//private:
//    int m_X;
//
//    int m_Y;
//};
圆类
//class Circle
//{
//public:
//    //设置半径
//    void setR(int r)
//    {
//        m_R = r;
//    }
//    //获取半径
//    int getR()
//    {
//        return m_R;
//    }
//    //设置圆心
//    void setCenter(Point center)
//    {
//        m_Center = center;
//    }
//    //获取圆心
//    Point getCenter()
//    {
//        return m_Center;
//    }
//private:
//    int m_R;     //半径
//
//    //在类中可以让另外一个类 作为本来中的成员
//    Point m_Center;  //圆心
//};
//判断点和圆的关系
void isInCircle(Circle& c, Point& p)
{
    //计算两点之间距离带的平方
    int distance = 
    (p.getX() - c.getCenter().getX())* (p.getX() - c.getCenter().getX())
    + (p.getY() - c.getCenter().getY()) * (p.getY() - c.getCenter().getY());

    //计算半径的平方
    int rDistance = c.getR()* c.getR();
    //判断关系
    if (distance == rDistance)
    {
        cout << "点在圆上" << endl;

    }
    else if (distance > rDistance)
    {
        cout << "点在圆外" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "点在圆内" << endl;
    }

}
int main()
{
    //创建圆
    Circle c;
    c.setR(10);
    Point center;
    center.setX(10);
    center.setY(0);
    c.setCenter(center);
    //创建点
    Point p;
    p.setX(10);
    p.setY(10);
    //判断关系
    isInCircle(c, p);
    
    system("pause");
    return 0;
}

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。

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(){}

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,而且只会调用一次

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,而且只会调用一次

#include<iostream>
using namespace std;
//对象的初始化和清理
//1.构造函数 进行初始化操作
class Person
{
public:
    //1.构造函数
    //没有返回值，不用写void
    //函数名 与 类名称相同
    //构造函数可以有参数，可以发生重载
    //创建对象的时候，构造函数会自动调用，而且只调用一次
    Person()
    {
        cout << "Person构造函数的调用" << endl;
    }
    //2.析构函数 进行清理的操作
    //没有返回值，不用写void
    //函数名和类名相同  在名称前面加~
    //析构函数不可以有参数，不可以发生重载
    //对象在销毁前会自动调用析构函数，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;      //在栈上的数据，test01执行完毕之后，释放这个对象
}
int main()
{
    //test01();
    Person p;

    system("pause");
    return 0;
}

构造函数的分类及调用

两种分类方式：

​ 按参数分为： 有参构造和无参构造

​ 按类型分为： 普通构造和拷贝构造

三种调用方式：

​ 括号法

​ 显示法

​ 隐式转换法

#include<iostream>
using namespace std;

//1.构造函数的分类及调用
//分类
//按照参数来分类，  无参构造(默认构造)和有参构造
//按照类型进行分类 ， 普通构造函数   拷贝构造函数

class Person
{
public:
    //构造函数
    Person()
    {
        cout << "Person无参构造函数的调用" << endl;
    }
    Person(int a)
    {
        age = a;
        cout << "Person有参构造函数的调用" << endl;
    }
    //拷贝构造函数
    Person(const Person &p)
    {
        //将传入的人身上的所有属性，拷贝到我身上
        age = p.age;
        cout << "Person拷贝构造函数的调用" << endl;
    }
    //析构函数
    ~Person()
    {
        cout << "Person析构函数的调用" << endl;
    }
    int age;
};
//调用
void test01()
{
    //1.括号法
    //Person p1;    //默认构造函数的调用
    //Person p2(10);  //有参构造函数调用
    //Person p3(p2);   //拷贝构造函数的调用
    //注意事项
    //调用默认构造函数时，不要加()
    //因为下面着行代码，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的年龄为：" << p2.age << endl;
    //cout << "P3的年龄为：" << p3.age << endl; 
    // 
    //2.显示法
    //Person p1;
    //Person p2 = Person(10);    //有参构造
    //Person p3 = Person(p2);    //拷贝构造

    //Person(10);   //匿名对象 当前行执行结束后，系统会立即回收掉匿名的对象
    //cout << "aaa" << endl;

    //注意事项2
    //不要利用拷贝构造函数，初始化匿名对象 编译器会认为 Person (p3)==Person p3
    //Person(p3);

    //3.隐式显示法
    Person p4 = 10;   //相当于 写了Person p4= Person(10);
    Person p5 = p4;   //拷贝构造函数
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

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

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

#include<iostream>
using namespace std;
//拷贝构造函数的调用时机


class Person
{
public:
    Person()
    {
        cout << "Person默认构造函数的调用" << endl;
    }
    Person(int age)
    {
        m_Age = age;
        cout << "Person有参构造函数的调用" << endl;
    }
    Person(const Person& p)
    {
        m_Age = p.m_Age;
        cout << "Person拷贝构造函数的调用" << endl;
    }
    ~Person()
    {
        cout << "Person析构函数的调用" << endl;
    }
    int m_Age;
};
//1.使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
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
//值传递类似于拷贝构造函数
void doWork(Person p)
{

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

}
//3.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;
}

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

#include<iostream>
using namespace std;
//构造函数的调用规则
//1.创建一个类，C++编译器会给每个类都添加至少3个函数
//默认构造(空实现)
//析构函数(空实现)
//拷贝函数(值拷贝)

//2.如果我们写了有参构造函数，编译器就不再提供默认构造，但是依然提供拷贝构造
//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
class Person
{
public:
    /*Person()
    {
        cout << "Person的默认构造函数的调用" << endl;
    }*/
    /*Person(int age)
    {
        m_Age = age;
        cout << "Person的有参构造函数的调用" << endl;
    }*/
    Person(const Person& p)
    {
        m_Age = p.m_Age;
        cout << "Person拷贝构造函数的调用" << endl;
    }
    ~Person()
    {
        cout << "Person的析构函数的调用" << endl;
    }
    int m_Age;
};
//void test01()
//{
//    Person p;
//    p.m_Age = 18;
//    Person p2(p);
//    cout << "p2的年龄为：" << p2.m_Age << endl;
//}
void test02()
{
    Person p;
    Person p2(p);
    cout << "p2的年龄为：" << p2.m_Age << endl;
}
int main()
{
    //test01();
    test02();
    system("pause");
    return 0;
}

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

#include<iostream>
using namespace std;
//深拷贝与浅拷贝
class Person
{
public:
    Person()
    {
        cout << "Person的默认构造函数的调用" << endl;
    }
    Person(int age,int height)
    {
        m_Age = age;
        m_Height = new int(height);
        cout << "Person的有参构造函数的调用" << 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拷贝构造函数的调用" << endl;
        m_Age = p.m_Age;
        //m_Height = p.m_Height;  编译器默认实现的就是这行代码
        //深拷贝操作
        m_Height = new int(*p.m_Height);
    }
    ~Person()
    {
        //析构代码，将堆区开辟的数据做释放操作
        if (m_Height != NULL)
        {
            delete m_Height;
            m_Height = NULL;
        }
        cout << "Person析构函数的调用" << endl;
    }
    
    int m_Age;
    int* m_Height;   //身高
};
void test01()
{
    Person p1(18,160);
    cout << "p1的年龄为：" << p1.m_Age << "身高为："<< *p1.m_Height << endl;
    Person p2(p1);
    cout << "p2的年龄为：" << p2.m_Age << "身高为：" <<* p2.m_Height << endl;
}

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

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;

//初始化列表
class Person
{
public:

    //传统初始化操作
    /*Person(int a, int b, int c)
    {
        m_A = a;
        m_B = b;
        m_C = c;
    }*/
    //初始化列表初始化属性
    Person(int a,int b,int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c)
    {

    }
    int m_A;
    int m_B;
    int m_C;
};
void test01()
{
    //Person p(10, 20, 30);
    Person p(30,20,10);
    cout << "m_A = " << p.m_A << endl;
    cout << "m_B = " << p.m_B << endl;
    cout << "m_C = " << p.m_C << endl;

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

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

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;
#include<string>
//类对象作为类成员

//手机类
class Phone
{
public:
    Phone(string name)
    {
        cout << "Phone构造函数的调用" << endl;
        m_Pname = name;
    }
    ~Phone()
    {
        cout << "Phone析构函数的调用" << endl;
    }
    //手机品牌的名称
    string m_Pname;
};
//人类
class Person
{
public:
    //Phone m_Phone = pName
    Person(string name, string pName):m_Name(name),m_Phone(pName)  
    {
        cout << "Person构造函数的调用" << endl;
    }
    ~Person()
    {
        cout << "Person析构函数的调用" << endl;
    }
    //姓名
    string m_Name;
    //手机
    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，析构的顺序与构造的顺序相反

void test01()
{
    Person p("张三", "苹果MAX");
    cout << p.m_Name << "拿着" << p.m_Phone.m_Pname << endl;
}
int main()
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

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

#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.在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，所有对象都共享一份数据
    //静态成员变量有两种访问方式

    //1.通过对象进行访问
    /*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;   //类外访问不到私有的静态成员变量

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

    system("pause");
    return 0;
}

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

#include<iostream>
using namespace std;

//静态成员函数
//所有对象都共享同一个函数
//静态成员函数只能访问静态成员变量
class Person
{
public:
    static void func()
    {
        m_A = 100;    //静态成员函数可以访问静态成员变量
        //m_B = 200;  //静态成员函数时不可以访问非静成员变量,无法区分到底是哪个对象的m_B
        cout << "static void func的调用" << endl;
    }
    static int m_A;   //静态成员变量
    int m_B;    //非静态成员变量
    //静态成员函数也是有访问权限的
private:
    static void func2()
    {
        cout << "static void func2的调用" << endl;
    }
};
int Person::m_A = 0;
void test01()
{
    //1.通过对象进行访问
    Person p;
    p.func();
    //2.通过类名访问
    Person::func();

    //Person::func2();   类外访问不到私有的静态函数
}
int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

4.3 C++对象模型和this指针

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 分开存储的
class Person
{
    //int m_A;   //非静态成员变量  属于类的对象上的
    static int m_B;   //静态成员变量  不属于类的对象上

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

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

    }

};
int Person::m_B = 0;
void test01()
{
    Person p;
    //空对象占用的内存空间为 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 main()
{
    
    //test01();
    test02();
    system("pause");
    return 0;
}

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

#include<iostream>
using namespace std;

class Person
{
public:
    Person(int age)
    {
        //this指针指向的是被调用的成员函数所属的对象
        this->age = age;
    }
    Person& PersonAddAge(Person& p)
    {
        this->age += p.age;
        //this是指向p2的指针，而*this是指向的就是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(10);

    Person p2(10);
    //链式编程思想
    p2.PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1);

    cout << "p2的年龄为：" << p2.age << endl;

}
int main()
{

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

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()
    {
        //报错的原因是因为传入的指针为NULL
        if (this == NULL)
        {
            return;
        }
        cout << "age = " << this->m_Age << endl;
    }
    int m_Age;
};
void test01()
{
    Person* p = NULL;
    p->showClassName();

    p->showPersonAge();
}
int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

const修饰成员函数

常函数：

成员函数后加const后我们称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

#include<iostream>
using namespace std;

//常函数
class Person
{
public:
    //this指针的本质 是指针常量 指针的指向是不可以修改的
    //const Person *const this;
    //在成员函数后面加const，修饰的是this指向，指针指向的值也不可以修改
    void showPerson() const
    {
        this->m_B = 100;
        //this->m_A = 100;
        //this = NULL;      //this指针是不可以修改指针的指向的

    }
    void func()
    {
        m_A = 100;
    }
    int m_A;
    mutable int m_B;   //特殊变量，即使在常函数中，也可以修改这个值,加上关键字mutable,可以修改
};
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是特殊的值，在常对象下也可以修改
    //常对象只能调用常函数
    p.showPerson();
    //p.func();   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
}

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

1.全局函数做友元

2.类做友元

3.成员函数做友元

全局函数做友元

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//建筑物类
class Building
{
    //goodGay全局函数时Building好朋友，可以访问Building中私有成员
    friend void goodGay(Building* building);
public:
    Building()
    {
        m_SittingRoom = "客厅";
        m_BedRoom = "卧室";
    }


public:
    string m_SittingRoom;  //客厅
private:
    string m_BedRoom;  //卧室
};
//全局函数
void goodGay(Building *building)
{
    cout << "好基友的全局函数正在访问：" << building->m_SittingRoom << endl;
    cout << "好基友的全局函数正在访问：" << building->m_BedRoom<< endl;
}
void test01()
{
    Building building;
    goodGay(&building);
}
int main()
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

类做友元

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//类做友元
class Building;
class GoodGay
{
public:
    GoodGay();
    void visit();    //参观函数访问Building中的属性
    Building* building;
};
class Building
{
    //GoodGay类是本类的好朋友，可以访问本类中私有成员
    friend class GoodGay;   
public:
    Building();
public:
    string m_SittingRoom;

private:
    string m_BedRoom;

};
//类外写成员函数
Building::Building()
{
    m_SittingRoom = "客厅";

    m_BedRoom = "卧室";

}
GoodGay::GoodGay()
{
    //创建一个建筑物的对象
    building = new Building;

}
void GoodGay::visit()
{
    cout << "好基友类正在访问：" << building->m_SittingRoom << endl;

    cout << "好基友类正在访问：" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
    GoodGay gg;
    gg.visit();
}
int main()
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

成员函数做友元

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
class Building;
class GoodGay
{
public:
    GoodGay();
    void visit();         //让visit函数可以访问Buinding中私有成员
    void visit2();        //让visit2函数不可以访问Building中私有成员

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

private:
    string m_BedRoom;
};
//类外实现成员函数
Building::Building()
{
    m_SittingRoom = "客厅";
    m_BedRoom = "卧室";
}
GoodGay::GoodGay()
{
    building = new Building;
}
void GoodGay::visit()
{
    cout << "visit正在访问：" << building->m_SittingRoom << endl;

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

    //cout << "visit2正在访问：" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
    GoodGay 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

#include<iostream>
using namespace std;
//加号运算符重载
class Person
{
    
public:
    //1.成员函数+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;
}
//函数重载版本
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;
    //成员函数重载本质的调用
    //Person p3 = p1.operator+(p2);
    //全局函数的本质调用
    //Person p3 = operator+(p1, p2);
    //Person p3 = p1 + p2;
    
    //运算符重载也可以发生函数重载
    Person p4 = p1 + 100;   //Person + int

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

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

}

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

总结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

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;
//左移运算符重载的技术
class Person
{
    friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);
public:
    Person(int a, int b)
    {
        m_A = a;
        m_B = b;
    }
private:
    //利用成员函数重载 左移运算符 p.operator<<(p)  简化版本p<<cout
    //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 &out,Person &p)  //本质 operator<<(cout,p) 简化形式 cout<<p
{
    out << "m_A = " << p.m_A << "m_B = " << p.m_B;
    return out;
}
void test01()
{
    Person p(10,10);
    //p.m_A = 10;
    //p.m_B = 10;
    cout << p << "hello world" << endl;
}
int main()
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

总结：重载左移运算符配合友元可以实现输出自定义数据类型

递增运算符重载

作用： 通过重载递增运算符，实现自己的整型数据

#include<iostream>
using namespace std;
//重载递增运算符

//自定义整形
class MyInteger
{
    friend ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger myint);
public:
    MyInteger()
    {
        m_Num = 0;
    }
    //重载前置++运算符  返回引用是为了一直对一个数据进行递增操作
    MyInteger& operator++()
    {
        //先进性++运算
        m_Num++;
        //在将自身做一个返回
        return *this;
    }
    //重载后置++运算符
    //int代表的是占位参数，可以用于区分前置和后置递增

    MyInteger operator++(int)
    {
        //先 记录当时的结果
        MyInteger temp = *this;
        //后 递增
        m_Num++;
        //最后将记录结果做返回
        return temp;
    }


private:
    int m_Num;
};

//重载左移运算符
ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger myint)
{
    cout << myint.m_Num;
    return cout;
}
void test01()
{
    MyInteger myint;
    cout << ++(++myint) << endl;
    cout << myint << endl;
}
void test02()
{
    MyInteger myint;
    cout << myint++ << endl;
    cout << myint << endl;
}
int main()
{
    //test01();
    test02();
    //int a = 0;
    //cout << ++(++a) << endl;
    //cout << a << endl;
    
    system("pause");
    return 0;
}

赋值运算符重载

c++编译器至少给一个类添加4个函数

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

#include<iostream>
using namespace std;

//赋值运算符的重载
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
        //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,然后在深拷贝
        if (m_Age != NULL)
        {
            delete m_Age;

        }
        //深拷贝
        m_Age = new int(*p.m_Age);

        //返回对象本事
        return *this;
    }

    int* m_Age;

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

    p3 = p2 = p1;   //赋值运算

    cout << "p1的年龄为：" << *p1.m_Age << endl;
    cout << "p2的年龄为：" << *p2.m_Age << endl;
    cout << "p3的年龄为：" << *p3.m_Age << endl;
}
int main()
{
    test01();
    /*int a = 10;
    int b = 20;
    int c = 30;
    c = b = a;
    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
    cout << "c = " << c << endl;*/
    system("pause");
    return 0;
}

关系运算符重载

**作用：**重载关系运算符，可以让两个自定义类型对象进行对比操作

#include<iostream>
using namespace std;
//关系运算符
class Person
{
public:
    Person(string name, int age)
    {
        m_Name = name;
        m_Age = age;
    }

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

    string m_Name;
    int m_Age;
};
void test01()
{
    Person p1("TOM", 18);
    Person p2("TOM", 18);

    if (p1 == p2)
    {
        cout << "p1和p2是相等的" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "p1和p2是不相等的" << endl;
    }
    if (p1 != p2)
    {
        cout << "p1和p2是不相等的" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "p1和p2是相等的" << endl;
    }
}
int main()
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

函数调用运算符重载

函数调用运算符 () 也可以重载

由于重载后使用的方式非常像函数的调用，因此称为仿函数

仿函数没有固定写法，非常灵活

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//函数调用运算符重载

//打印输出类

class MyPrint
{
public:
    //重载的函数调用运算符
    void operator()(string test)
    {
        cout << test << endl;
    }
};
void MyPrint02(string test)
{
    cout << test << endl;
}
void test01()
{
    MyPrint myPrint;
    myPrint("hello world");//由于使用起来非常类似于函数的调用，因此成为仿函数

    MyPrint02("hello world2");
}
//仿函数非常灵活，没有固定的写法
//加法类
class MyAdd
{
public:
    int operator()(int num1, int num2)
    {
        return num1 + num2;
    }
};
void test02()
{
    MyAdd myadd;
    int ret = myadd(100, 100);
    cout << "ret = " << ret << endl;
    //匿名函数对象
    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

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

继承的基本语法

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;

//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,phthon,C++.....(分类公共列表)" << endl;
//    }
//    void content()
//    {
//        cout << "Java学科视频" << 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,phthon,C++.....(分类公共列表)" << endl;
//    }
//    void content()
//    {
//        cout << "Python学科视频" << 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,phthon,C++.....(分类公共列表)" << endl;
//    }
//    void content()
//    {
//        cout << "C++学科视频" << endl;
//    }
//};

//继承实现页面
//公共页面
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,phthon,C++.....(分类公共列表)" << endl;
    }
};
//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
//Java页面
class Java :public BasePage
{
public:
    void content()
    {
       cout << "Java学科视频" << endl;
    }
};
//Python页面
class Python :public BasePage
{
public:
    void content()
    {
        cout << "Python学科视频" << endl;
    }
};
//C++页面
class CPP :public BasePage
{
public:
    void content()
    {
        cout << "CPP学科视频" << endl;
    }
};
void test01()
{
    cout << "Java下载视频页面如下" << endl;
    Java ja;
    ja.header();
    ja.footer();
    ja.left();
    ja.content();

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


}
int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

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。

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：

1.公共继承

2.保护继承

3.私有继承

#include<iostream>
using namespace std;

//继承方式

//公共继承
class Base1
{
public:
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C;
};
class son1 :public Base1
{
public:
    void func()
    {
        m_A = 10;  //父类中的公共权限成员到子类依然是公共权限
        m_B = 10;  //父类中的保护权限成员到子类依然是保护权限
        //m_C = 10;  //父类中的私有权限成员到子类中访问不到
    }
};
void test01()
{
    son1 s1;
    s1.m_A = 100;
    //s1.m_B = 100;   //到了son1中 m_B是保护权限，类外访问不到
}

//保护继承
class Base2
{
public:
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C;
};
class son2 :protected Base2
{
public:
    void func2()
    {
        m_A = 100;    //父类中的公共成员，到子类变为保护权限
        m_B = 100;     //父类中的保护成员，到子类还是保护权限
        //m_C = 100;   //父类中的私有成员 子类访问不到
    }
};

void test02()
{
    son2 s2;
    //s2.m_A = 100;   //在son2中 m_A变为保护权限，因此类外访问不到
    //s2.m_B = 100;   //在son2中 m_B保护权限，不可以访问
}
class Base3
{
public:
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C;
};
class son3 :private Base3
{
public:
    void func()
    {
        m_A = 100;    //父类中的公共成员，到子类变为私有成员
        m_B = 100;     //父类中的保护成员，到子类还是私有成员
        //m_C = 100;   //父类中的私有成员 子类访问不到
    }
};
class GrandSon3 :public son3
{
public:
    void fun()
    {
        //m_A = 1000;    //到了son3中 m_A变为私有，即使是儿子，也是访问不到
        //m_B = 1000;    //到了son3中 m_A变为私有，即使是儿子，也是访问不到
    }
};

void test03()
{
    son3 s1;
    //s1.m_A = 1000;    //到son3中变为私有成员 类外访问不到
    //s1.m_A = 1000;    //到son3中变为私有成员 类外访问不到
}
int main()
{
    

    system("pause");
    return 0;
}

继承中的对象模型

**问题：**从父类继承过来的成员，哪些属于子类对象中？

#include<iostream>
using namespace std;

//继承中的对象模型
class Base
{
public:
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C;
};
class Son :public Base
{
public:
    int m_D;
};
//利用开发人员命令提示工具查看具体对象模型
//跳转盘符 F;
//跳转文件路径 cd 具体路径下
//cl /d1 reportSingleClassLayout类名 文件名
void test01()
{
    //16
    //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 是被编译器隐藏了，因此是访问不到，确实是继承下去了

    cout << "sizeof son(Son) = " << sizeof(Son) << endl;
}
int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

结论： 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

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;

//继承中的构造和析构顺序
class Base
{
public:
    Base()
    {
        cout << "Base的构造函数" << endl;
    }
    ~Base()
    {
        cout << "Base的析构函数" << endl;
    }
};
class Son :public Base
{
public:
    Son()
    {
        cout << "Son的构造函数" << endl;
    }
    ~Son()
    {
        cout << "Son的析构函数" << endl;
    }
};
void test01()
{
    //Base b;
    //继承中的构造和析构顺序如下：
    //先构造父类，在构造子类，析构的顺序与构造的顺序相反
    Son s1;
}
int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

继承同名成员处理方式

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

访问子类同名成员 直接访问即可

访问父类同名成员 需要加作用域

#include<iostream>
using namespace std;

//继承中同名的继承方式
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;
};
class Son :public Base
{
public:
    Son()
    {
        m_A = 200;
    }
    void func()
    {
        cout << "Son-func()调用" << endl;
    }
    int m_A;
};

//同名成员属性的处理
void test01()
{
    Son s;
    cout << "Son m_A = " << s.m_A << endl;
    //通过子类对象 访问到父类中同名成员，需要加作用域
    cout << "Base m_A = " << s.Base::m_A << endl;
}
//同名成员函数处理
void test02()
{
    Son s;
    s.func();    //直接调用的子类中的同名成员
    s.Base::func();   //调用父类中的同名成员
    //如果子类中出现了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的同名函数
    //如果想访问到父类中被隐藏的同名成员函数，需要加作用域
    s.Base::func(100);
}
int main()
{
    //test01();
    test02();
    system("pause");
    return 0;
}

总结：

子类对象可以直接访问到子类中同名成员

子类对象加作用域可以访问到父类同名成员

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

继承同名静态成员处理方式

问题：继承中同名的静态成员在子类对象上如何进行访问？

静态成员和非静态成员出现同名，处理方式一致

访问子类同名成员 直接访问即可

访问父类同名成员 需要加作用域

#include<iostream>
using namespace std;

//继承中的同名静态成员的处理
class Base
{
public:
    static int m_A;

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


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

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

    static void func(int a)
    {
        cout << "Son-static void func(int a)" << endl;
    }
};
int Son::m_A = 200;

//同名静态成员属性
void test01()
{

    //1.通过对象来访问数据
    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;

    //2.同过类名访问数据
    cout << "通过类名的方式访问：" << endl;
    cout << "Son 下m_A = " << Son::m_A << endl;
    //第一个::代表通过类名方式访问，第二个::代表访问父类作用域下
    cout << "Base 下m_A = " << Son::Base::m_A << endl;
}
//同名静态成员函数
void test02()
{
    //1.通过对象的方式访问
    cout << "通过对象访问：" << endl;
    Son s;
    s.func();
    s.Base::func();

    //2.同过类名访问数据
    cout << "通过类名的方式访问：" << endl;
    Son::func();
    Son::Base::func();

    Son::func(100);
    //子类出现和父类同名静态成员函数，也会隐藏父类中所有同名成员函数
    //如果想访问父类中被隐藏同名成员，需要加作用域
    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）

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;

//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 需要继承Base1和Base2
//语法：class 子类：继承方式，父类1，继承方式，父类2.......

class Son :public Base1,public Base2
{
public:
    Son()
    {
        m_C = 300;
        m_D = 400;
    }
    int m_C;
    int m_D;
};

void test01()
{
    Son s;
    cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;
    //当父类中出现同名成员，需要加作用域区分
    cout << "Base1 m_A = " << s.Base1::m_A << endl;
    cout << "Base2 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

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：

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。

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，可以解决菱形继承问题
//继承之前 加上关键字 virtual 变为虚继承
//Animal类称为虚继类
//羊类
class Sheep :virtual public Animal{};

//驼类
class Tuo:virtual public Animal{};

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

void test01()
{
    SheepTuo st;
    st.Sheep::m_Age = 18;
    st.Tuo::m_Age = 28;
    //当菱形继承，两个父类拥有相同数据，需要加以作用域区分
    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;

    //这份数据我们知道只要一份就可以了 菱形继承导致数据有两份，资源浪费
    
}
int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

4.7 多态

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

#include<iostream>
using namespace std;
//多态

//动物类
class Animal
{
public:
    //虚函数
    virtual 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 完全相同
    void speak()
    {
        cout << "小猫在说话" << endl;
    }
};
class Dog :public Animal
{
public:
    void speak()
    {
        cout << "小狗在说话" << endl;
    }
};
//执行说话的函数
//地址早绑定，在编译阶段就确定函数的地址
//如果想执行让猫说话，这个函数的地址就不能提前绑定，需要在运行阶段绑定，地址晚绑定

//动态多态满足条件
//1.有继承关系
//2.子类要重写父类的虚函数

//动态多态的使用
//父类的指针或者引用 指向子类对象

void doSpeak(Animal &animal)  //Animal &animal = cat;
{
    animal.speak();
}
void test01()
{
    Cat cat;
    doSpeak(cat);

    Dog dog;
    doSpeak(dog);
}
int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

总结：

多态满足条件

1.有继承关系

2.子类重写父类中的虚函数

多态使用条件

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 完全一致称为重写

多态案例一-计算器类

案例描述：

分别利用普通写法和多态技术，设计实现两个操作数进行运算的计算器类

多态的优点：

代码组织结构清晰

可读性强

利于前期和后期的扩展以及维护

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//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，需要修改源码
        //在真实的中 提倡开闭原则
        //开闭原则： 对扩展进行开放，对修改进行关闭
    }

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

void test01()
{
    //创建计算器对象
    Calculator c;
    c.m_Num1 = 10;
    c.m_Num2 = 10;
    cout << c.m_Num1 << " + " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("+") << endl;

    cout << c.m_Num1 << " - " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("-") << endl;

    cout << c.m_Num1 << " * " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("*") << endl;
}
//利用多态实现计算器
//多态好处
//1.组织结构清晰
//2.可读性强
//3.对于前期和后期扩展以及维护性高
//实现计算器抽象类
class AbstractCalculator
{
public:
    int m_Num1;
    int m_Num2;

    virtual int getResult()
    {
        return 0;
    }
};
//加法的计算器类
class AddCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
    int getResult()     //virtual 关键字可带可不带
    {
         return m_Num1 + m_Num2;
    }
};
//减法计算器类
class SubCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
    int getResult()     //virtual 关键字可带可不带
    {
        return m_Num1 - m_Num2;
    }
};
//乘法计算器类
class MulCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
    int getResult()     //virtual 关键字可带可不带
    {
        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 = 100;
    abc->m_Num2 = 100;
    cout << abc->m_Num1 << " + " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
    //用完后记得销毁
    delete abc;

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

    //乘法运算
    abc = new MulCalculator;
    abc->m_Num1 = 100;
    abc->m_Num2 = 100;
    cout << abc->m_Num1 << " * " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
    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

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

#include<iostream>
using namespace std;

//纯虚函数和抽象类
class Base
{
public:
    //纯虚函数
    //只要有一个纯虚函数，这个类称为抽象类
    //抽象类特点：
    //1.无法实例化对象
    //2.抽象类的子类必须重写父类中的纯虚函数，否则也属于抽象类
    virtual void func() = 0; 

};

class Son :public Base
{
public:
    virtual void func() 
    {
        cout << "func函数调用" << endl;
    };

};
void test01()
{
    //Base b;         //抽象类无法实例化对象
    //new Base;       //抽象类无法实例化对象

    //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* base = new Son;
    base->func();
}

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

多态案例二-制作饮品

案例描述

制作饮品的大致流程为：煮水 - 冲泡 - 倒入杯中 - 加入辅料

利用多态技术实现本案例，提供抽象制作饮品基类，提供子类制作咖啡和茶叶

#include<iostream>
using namespace std;

//多态案例2 制作饮品
class AbstractDrinking
{
public:
    //煮水
    virtual void boil() = 0;

    //冲泡
    virtual void Brew() = 0;

    //倒入杯中
    virtual void PourpInCup() = 0;

    //加入辅料
    virtual void PutSomething() = 0;

    //制作饮品
    void makeDrink()
    {
        boil();
        Brew();
        PourpInCup();
        PutSomething();
    }
};
//制作咖啡
class Coffee :public AbstractDrinking
{
public:
    //煮水
    virtual void boil()
    {
        cout << "煮农夫山泉" << endl;
    }
    //冲泡
    virtual void Brew()
    {
        cout << "冲泡咖啡" << endl;
    }
    //倒入杯中
    virtual void PourpInCup()
    {
        cout << "倒入杯中" << endl;
    }

    //加入辅料
    virtual void PutSomething()
    {
        cout << "加入糖和牛奶" << endl;
    }
};
//制作茶叶
class Tea :public AbstractDrinking
{
public:
    //煮水
    virtual void boil()
    {
        cout << "煮矿泉水" << endl;
    }
    //冲泡
    virtual void Brew()
    {
        cout << "冲泡茶叶" << endl;
    }
    //倒入杯中
    virtual void PourpInCup()
    {
        cout << "倒入杯中" << endl;
    }

    //加入辅料
    virtual void PutSomething()
    {
        cout << "加入枸杞" << endl;
    }
};

//制作函数
void doWork(AbstractDrinking* abs)  //AbstractDrinking *abs = new Coffee
{
    abs->makeDrink();
    delete abs;  //释放
}

void test01()
{
    //制作咖啡
    doWork(new Coffee);
    cout << "-----------------------" << endl;
    //制作茶叶
    doWork(new Tea);
}
int main()
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

虚析构和纯虚析构

多态使用时，如果子类中有属性开辟到堆区，那么父类指针在释放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：

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;

类名::~类名(){}

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//虚析构与纯虚析构
class Animal
{
public:
    Animal()
    {
        cout << "Animal构造函数的调用" << endl;
    }
    //利用虚析构可以解决 父类指针释放对象子类对象时不干净的问题
    /*virtual~Animal()
    {
        cout << "Animal析构函数的调用" << 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析构函数的调用" << endl;
}


class Cat :public Animal
{
public:
    Cat(string name)
    {
        cout << "Cat构造函数的调用" << endl;
        m_Name = new string(name);
    }
    virtual void speak()
    {
        cout << *m_Name<<"小猫在说话" << endl;
    }
    ~Cat()
    {
        if (m_Name != NULL)
        {
            cout << "Cat析构函数的调用" << endl;
            delete m_Name;
            m_Name = NULL;
        }
    }

    string* m_Name;
};

void test01()
{
    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，出现内存泄漏情况
    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

多态案例三-电脑组装

案例描述：

电脑主要组成部件为 CPU（用于计算），显卡（用于显示），内存条（用于存储）

将每个零件封装出抽象基类，并且提供不同的厂商生产不同的零件，例如Intel厂商和Lenovo厂商

创建电脑类提供让电脑工作的函数，并且调用每个零件工作的接口

测试时组装三台不同的电脑进行工作

#include<iostream>
using namespace std;

//抽象不同类零件
//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:
    //抽象的显示函数
    virtual void display() = 0;
};

//抽象内存条类
class Memory
{
public:
    //抽象的存储函数
    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;
    }

    //提供工作的函数
    void work()
    {
        //让零件工作起来，调用接口
        m_cpu->calculate();

        m_vc->display();

        m_mem->storage();
    }

    //提供一个析构函数 释放3个电脑零件
    ~Computer()
    {
        //释放cpu零件
        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;  //显卡的零件指针
    Memory* m_mem;   //内存条的零件指针

};
//具体厂商
//Intel厂商
class IntelCPU :public CPU
{
public:
    virtual void calculate()
    {
        cout << "Intel的CPU开始计算了" << endl;
    }

};

class IntelVideoCard :public VideoCard
{
public:
    virtual void display()
    {
        cout << "Intel的显卡开始显示了" << endl;
    }

};

class IntelMemory :public Memory
{
public:
    virtual void storage()
    {
        cout << "Intel的内存条开始储存了" << endl;
    }

};

//Lenovo厂商

class LenovoCPU :public CPU
{
public:
    virtual void calculate()
    {
        cout << "Lenovo的CPU开始计算了" << endl;
    }

};

class LenovoVideoCard :public VideoCard
{
public:
    virtual void display()
    {
        cout << "Lenovo的显卡开始显示了" << endl;
    }

};

class LenovoMemory :public Memory
{
public:
    virtual void storage()
    {
        cout << "Lenovo的内存条开始储存了" << endl;
    }

};

void test01()
{
    //第一台电脑得零件
    CPU* intelCpu = new IntelCPU;
    VideoCard* intelCard = new IntelVideoCard;
    Memory* intelMem = new IntelMemory;

    //第一台电脑的组装
    cout << "第一台电脑开始工作" << endl;
    Computer* computer1 = new Computer(intelCpu, intelCard, intelMem);
    computer1->work();
    delete computer1;

    cout << "---------------------------" << endl;
    //第二台电脑的组装
    cout << "第二台电脑开始工作" << endl;
    Computer* computer2 = new Computer(new LenovoCPU, new LenovoVideoCard, new LenovoMemory);
    computer2->work();
    delete computer2;
    
    //第三台电脑的组装
    cout << "---------------------------" << endl;
    cout << "第三台电脑开始工作" << endl;
    Computer* computer3 = new Computer(new LenovoCPU, new IntelVideoCard, new LenovoMemory);
    computer3->work();
    delete computer3;

}

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

五.文件操作

程序运行时产生的数据都属于临时数据，程序一旦运行结束都会被释放

通过文件可以将数据持久化

C++中对文件操作需要包含头文件 < fstream >

文件类型分为两种：

文本文件 - 文件以文本的ASCII码形式存储在计算机中

二进制文件 - 文件以文本的二进制形式存储在计算机中，用户一般不能直接读懂它们

操作文件的三大类:

ofstream：写操作

ifstream： 读操作

fstream ： 读写操作

5.1文本文件

写文件

写文件步骤如下：

1.包含头文件

#include <fstream>

2.创建流对象

ofstream ofs;

3.打开文件

ofs.open(“文件路径”,打开方式);

4.写数据

ofs << “写入的数据”;

5.关闭文件

ofs.close();

文件打开方式：

打开方式解释

ios::in为读文件而打开文件

ios::out为写文件而打开文件

ios::ate初始位置：文件尾

ios::app追加方式写文件

ios::trunc如果文件存在先删除，再创建

ios::binary二进制方式

注意： 文件打开方式可以配合使用，利用|操作符

**例如：**用二进制方式写文件 ios::binary | ios:: out

#include<iostream>
using namespace std;
#include<fstream>   //头文件的包含
//文本文件 写文件

void test01()
{
    //1.包含头文件 fstream

    //2.创建流对象
    ofstream ofs;

    //3.指定打开方式

    ofs.open("test.txt", ios::out);

    //4.写内容
    ofs << "姓名：张三" << endl;
    ofs << "性别：男" << endl;
    ofs << "年龄: 18" << endl;

    //5.关闭文件
    ofs.close();
}

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

}

总结：

文件操作必须包含头文件 fstream

读文件可以利用 ofstream ，或者fstream类

打开文件时候需要指定操作文件的路径，以及打开方式

利用<<可以向文件中写数据

操作完毕，要关闭文件

读文件

读文件与写文件步骤相似，但是读取方式相对于比较多

读文件步骤如下：

1.包含头文件

#include <fstream>

2.创建流对象

ifstream ifs;

3.打开文件并判断文件是否打开成功

ifs.open(“文件路径”,打开方式);

4.读数据

四种方式读取

5.关闭文件

ifs.close();

#include<iostream>
using namespace std;
#include<fstream>
#include<string>
//文本文件  读文件
void test01()
{
    //1.包含头文件

    //2.创建流对象
    ifstream ifs;
    //3.打开文件 并且判断是否打开成功
    ifs.open("test.txt", ios::in);

    if (!ifs.is_open())
    {
        cout << "文件打开失败" << endl;
        return;
    }
    //4.读数据

    //第一种
    /*char buf[1024] = { 0 };
    while (ifs >> buf)
    {
        cout << buf << endl;
    }*/

    //第二种
    //char buf[1024] = { 0 };
    //while (ifs.getline(buf, sizeof(buf)))
    //{
    //    cout << buf << endl;
    //}
    
    //第三种
    /*string buf;
    while (getline(ifs, buf))
    {
        cout << buf << endl;
    }*/

    //第四种
    char c;
    while ((c = ifs.get()) != EOF)  //EOF end of file
    {
        cout << c;
    }

    //5.关闭文件
    ifs.close();
}
int main()
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

总结：

读文件可以利用 ifstream ，或者fstream类

利用is_open函数可以判断文件是否打开成功

close 关闭文件

5.2 二进制文件

以二进制的方式对文件进行读写操作

打开方式要指定为 ios::binary

写文件

二进制方式写文件主要利用流对象调用成员函数write

函数原型 ：ostream& write(const char * buffer,int len);

参数解释：字符指针buffer指向内存中一段存储空间。len是读写的字节数

#include<iostream>
using namespace std;
#include<fstream>
//二进制文件 写文件

class Person
{
public:
    char m_Name[64];  //姓名

    int m_Age;       //年龄
};

void test01()
{
    //1.包含头文件

    //2.创建流对象
    ofstream ofs("Person.txt", ios::out | ios::binary);
    //3.打开文件
    //ofs.open("Person.txt",ios::out | ios::binary);
    //4.写文件
    Person p = { "张三",18 };
    ofs.write((const char*)& p,sizeof(Person));

    //5.关闭文件
    ofs.close();
}

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

总结：

文件输出流对象 可以通过write函数，以二进制方式写数据

读文件

二进制方式读文件主要利用流对象调用成员函数read

函数原型：istream& read(char *buffer,int len);

参数解释：字符指针buffer指向内存中一段存储空间。len是读写的字节数

#include<iostream>
using namespace std;
#include<fstream>
//二进制文件读文件

class Person
{
public:
    char m_Name[64];


    int m_Age;
};
void test01()
{
    //1.包含头文件

    //2.创建对象流
    ifstream ifs;
    //3.打开文件  判断文件是否打开成功
    ifs.open("Person.txt",ios::in | ios::binary);
    if (!ifs.is_open())
    {
        cout << "文件打开失败" << endl;
        return;
    }
    //4.读文件
    Person p;
    
    ifs.read((char*)&p, sizeof(Person));

    cout << "姓名：" << p.m_Name << "年龄：" << p.m_Age << endl;
    //5.关闭文件

    ifs.close();

}

int main()
{

    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

文件输入流对象 可以通过read函数，以二进制方式读数据

本文标签： 黑马程序员核心程序