【C++笔记】C++核心编程：（4）类和对象

C++面向对象的三大特性为：封装、继承、多态。

C++认为万事万物都皆为对象，对象上有起属性和行为。

1 封装

1.1 封装的意义

封装是C++面向对象三大特性之一。
封装的意义：

• 将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物。
• 将属性和行为加以权限控制。
  语法：class 类名{ 访问权限： 属性 / 行为 };

示例1： 设计一个圆类，求圆的周长

#include<iostream>
using namespace std;

// 圆周率
const double PI = 3.14;

// 1.封装的意义
// 将属性和行为作为一个整体，用来表现生活中的事物

// 封装一个圆类，求圆的周长
// class代表设计一个类，后面跟着类名
class Circle
{
public:   // 访问权限  公共的权限

	// 属性
	int m_r; // 半径

	// 行为
	// 获取到圆的周长
	double calculateZC()
	{
		// 2 * pi * r
		// 获取圆的周长
		return 2 * PI *m_r;
	}

};

int main() {
	// 通过圆类，创建圆的对象
	// cl 就是一个具体的圆；实例化，通过一个类创建一个对象的过程
	Circle cl;
	cl.m_r = 10; // 给圆对象的半径 进行赋值操作

	// 2 * pi * 10 = 62.8
	cout << "圆的周长为：" << cl.calculateZC() << endl;

	system("pause");
	return 0;
}
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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>
#include<string>
using namespace std;

class Student
{
public: // 公共权限
	
	// 类中的属性和行为，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
	string m_Name;
	int m_Id;

	// 行为
	void setName(string name)
	{
		m_Name = name;
	}

	void setID(int id)
	{
		m_Id = id;
	}
	void showMessage()
	{
		cout << "学生姓名：" << m_Id <<"\t";
		cout << "学号：" << m_Name <<endl;
	}

};
int main() {

	Student s;
	string name;
	int student_id;
	cout << "请输入学生姓名：" << endl;
	cin >> name;
	s.setName(name);

	cout << "请输入学号：" << endl;
	cin >> student_id;
	s.setID(student_id);

	s.showMessage();

	system("pause");
	return 0;
}
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1.2 封装的权限控制

类在设计时，可以把属性和行为放在不同的权限下，加以控制

访问权限有三种：

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

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

// 访问权限
// 公共权限 public			成员  类内可以访问   类外可以访问
// 保护权限 protected		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
// 私有权限 private			成员  类内可以访问   类内不可以访问	儿子不可以访问父亲中的私有内容
class Person
{
public:
	string m_Name;
protected:
	string m_Car;
private:
	int m_Password;
public:
	void func()
	{
		m_Name = "张三";
		m_Car = "拖拉机";
		m_Password = 123456;
	}
};
int main() {
	Person p;
	p.m_Name = "李四";
	//p.m_Car = "奔驰";    // 保护权限类外访问不到
	//p.m_Password = 123;  // 私有权限类外访问不到


	system("pause");
	return 0;
}
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1.3 struct和class区别

在C++中struct和class唯一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
  示例：

#include<iostream>
using namespace std;

class C1
{
	int m_A; // 默认是私有权限
};

struct C2
{
	int m_A;
};
int main() {

	C1 c1;
	//c1.m_A = 10; // 正确，访问权限是私有

	C2 c2;
	c2.m_A = 10; // 正确，访问权限是公共
	system("pause");
	return 0;
}
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1.4 成员属性设置为私有

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

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

class Person
{
public:
	// 姓名设置可读可写
	void setName(string name)
	{
		m_Name = name;
	}
	string getName()
	{
		return m_Name;
	}

	// 获取年龄
	int getAge()
	{
		m_Age = 0;
		return m_Age;
	}
	// 设置年龄
	void setAge(int age)
	{
		if (age < 0 || age > 150)
		{
			cout << "年龄输入有误！" << endl;
			return;
		}
		m_Age = age;
	}

	// 情人设置为只写
	void setAddress(string address)
	{
		m_Address = address;
	}

private:
	string m_Name; // 可读可写	姓名
	int m_Age; // 只读 年龄
	string m_Address; // 只写 地址
};
int main() {

	Person p;
	// 姓名设置
	p.setName("张三");
	cout << "姓名：" << p.getName() << endl;

	// 年龄设置
	//p.m_Age  // 只读不可访问
	p.setAge(5000);
	cout << "年龄：" << p.getAge() << endl;

	// 地址设置
	p.setAddress("北京");
	//cout << "地址：" << p.m_Address << endl; // 只写属性，不可以读取

	system("pause");
	return 0;
}
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1.5 练习案例1：设计立方体类

设计立方体类；
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;

class Cube
{
public:
	// 设置长	获取长
	void setL(int l)
	{
		m_L = l;
	}
	int getL() 
	{
		return m_L;
	}

	// 设置宽	获取宽
	void setW(int w)
	{
		m_W = w;
	}
	int getW() 
	{
		return m_W;
	}

	// 设置高	获取高
	void setH(int h)
	{
		m_H = h;
	}
	int getH() 
	{
		return m_H;
	}
	// 获取立方体面积
	int calculateS()
	{
		return (m_L * m_W + m_L * m_H + m_W * m_H) * 2;
	}
	// 获取立方体体积
	int calculatesV()
	{
		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() {
	// 创建立方体对象
	Cube c1;
	c1.setL(10);
	c1.setW(10);
	c1.setH(10);

	cout << "c1的面积为：" << c1.calculateS() << endl;
	cout << "c1的体积为：" << c1.calculatesV() << endl;

	// 创建第二个立方体对象
	Cube c2;
	c2.setL(10);
	c2.setW(130);
	c2.setH(10);

	// 利用全局函数判断	两个立方体是否相等
	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	两个立方体是否相等
	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;
}
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1.6 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。

1.6.1 单文件编写

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

// 点类
class Point
{
public:
	// 设置坐标x	获取坐标x
	void setX(int x)
	{
		m_X = x;
	}
	int getX()
	{
		return m_X;
	}

	// 设置坐标y	获取坐标y
	void setY(int y)
	{
		m_Y = y;
	}
	int getY()
	{
		return m_Y;
	}

private:
	int m_X;
	int m_Y;
};

// 圆类
class Circle
{
public:
	// 设置半径	获取半径
	void setR(int r)
	{
		m_R = r;
	}
	int getR()
	{
		return m_R;
	}

	// 设置圆心坐标	获取圆心坐标
	void setCenter(Point center)
	{
		m_Center = center;
	}
	Point getCenter()
	{
		return m_Center;
	}

private:
	int m_R;
	// 在类中可以让另一个类  作为本类的成员
	Point m_Center;
};

// 判断点和圆的关系
void isInCircle(Circle &c , Point &p)
{
	double distance = sqrt(pow(c.getCenter().getX() - p.getX(), 2) + pow(c.getCenter().getY() - p.getY(), 2));
	
	if (distance == c.getR())
	{
		cout << "点在圆上" << endl;
	}
	else if(distance >= c.getR())
	{
		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; // 设置圆心坐标
	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;
}
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1.6.2 分文件编写

将一个类拆分成多个文件编写，头文件写声明，源文件写实现，案例中将点类和圆类分为point.h/point.cpp、circle.h/circle.cpp。
示例：
point.h代码：

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;

// 点类
class Point
{
public:
	// 设置坐标x	获取坐标x
	void setX(int x);

	int getX();

	// 设置坐标y	获取坐标y
	void setY(int y);
	int getY();

private:
	int m_X;
	int m_Y;
};
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point.cpp代码：

#include"point.h"

// 设置坐标x	获取坐标x
void Point::setX(int x)
{
	m_X = x;
}
int Point::getX()
{
	return m_X;
}

// 设置坐标y	获取坐标y
void Point::setY(int y)
{
	m_Y = y;
}
int Point::getY()
{
	return m_Y;
}
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circle.h代码：

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
#include"point.h"

// 圆类
class Circle
{
public:
	// 设置半径	获取半径
	void setR(int r);
	int getR();

	// 设置圆心坐标	获取圆心坐标
	void setCenter(Point center);
	Point getCenter();

private:
	int m_R;
	// 在类中可以让另一个类  作为本类的成员
	Point m_Center;
};
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circle.cpp代码：

#include"circle.h"

// 设置半径	获取半径
void Circle::setR(int r)
{
	m_R = r;
}
int Circle::getR()
{
	return m_R;
}

// 设置圆心坐标	获取圆心坐标
void Circle::setCenter(Point center)
{
	m_Center = center;
}
Point Circle::getCenter()
{
	return m_Center;
}
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主程序代码：

#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;
#include "point.h"
#include "circle.h"

// 判断点和圆的关系
void isInCircle(Circle &c , Point &p)
{
	double distance = sqrt(pow(c.getCenter().getX() - p.getX(), 2) + pow(c.getCenter().getY() - p.getY(), 2));
	
	if (distance == c.getR())
	{
		cout << "点在圆上" << endl;
	}
	else if(distance >= c.getR())
	{
		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; // 设置圆心坐标
	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;
}
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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掉一些自己信息数据保证安全。
• C++中的面向对象来源于生活，每个对象也都会有初始设置以及对象销毁前的清理数据的设置。

2.1 构造函数和析构函数

对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题。一个对象或者没有初始状态，对其使用后果是未知的；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。

1. 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。
2. 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. 程序在调佣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，在名称前面加上符号 ~
3. 析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载
4. 程序在对象销毁前会自动调用析构，无须手动调用，而且只会调用一次
   示例：

#include<iostream>
using namespace std;

// 对象的初始化和清理
class Person
{
public:
	// 构造函数  进行初始化操作
	// 没有返回值
	// 函数名 与类名相同
	// 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的构造函数" << endl;
	}
	// 析构函数	 进行清理的操作
	// 没有返回值 不写void
	// 析构函数不可以有参数，不可以发生重载
	//对象销毁前，会自动调用析构函数，而且只会调用一次
	~Person()
	{
		cout << "Person的析构函数" << endl;
	}

};

void test01()
{
	Person p;
}

int main() {

	test01();
	//Person p;

	system("pause");
	return 0;
}
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2.2 构造函数的分类及调用

两种分类方式：

  按参数分为：有参构造和无参构造

  按类型分为：普通构造和拷贝构造

三种调用方式：
  括号法
  显式法
  隐式转换法
示例：

#include<iostream>
using namespace std;

// 构造函数分类
// 按照参数分类分为 有参和无参构造  无参又称为默认构造函数
// 按照类型分类分为  普通构造和拷贝构造
class Person
{
public:
	// 无参（默认）构造函数
	Person()
	{
		cout << "Person的无参构造函数调用！" << endl;
	}
	// 有参构造函数
	Person(int a)
	{
		age = a;
		cout << "Person的有参构造函数调用！" << endl;
	}
	// 拷贝构造函数
	Person(const Person &p)
	{
		// 将输入的人身上的所有属性，拷贝到我身上
		age = p.age;
		cout << "Person的拷贝构造函数调用！" << endl;
	}

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


	int age;
};

void test01()
{
	cout << "test01" << endl;
	Person p; // 调用无参构造函数
}

void test02()
{
	cout << "test02" << endl;
	// 1. 括号法  常用
	//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);   // 拷贝构造函数调用
	//cout << "p2的年龄为：" << p2.age <<endl;
	//cout << "p3的年龄为：" << p3.age << endl;
	// 注意事项：调用无参构造函数不能加括号()，如果加了编译器认为这是一个函数声明，不会认为是创建对象
	//Person p1();


	// 2. 显式法
	//Person p1;	 // 默认构造函数的调用 方法不变
	Person p2 = Person(10);	 // 有参构造
	Person p3 = Person(p2);	 // 拷贝构造

	Person(10);  // 匿名对象	特点：当前执行结束后，系统会立即回收
	cout << "aaaa" << endl;  // 打印输出aaaz之前是person的析构函数

	// 注意事项
	// 不要利用拷贝函数  初始化匿名对象  编译器会认为Person(p3) 等价于 Person p3  认为是对象声明
	//Person(p3);

	// 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();
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}
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2.3 拷贝构造函数调用的时机

C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况

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

#include<iostream>
using namespace std;

// 拷贝构造函数调用时机
class Person
{
public:
	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;
	}
	Person(const Person &p)
	{
		cout << "Person拷贝构造函数调用" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
	}

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

	int m_Age;
};

// 1、使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
void test01()
{
	Person p1(10);
	Person p2(p1);
	cout << "p2的年龄：" << p2.m_Age << endl;
}

// 2、值传递的方式给函数参数值传值
void doWork(Person p)
{
	cout << "aaa" << endl;
}

void test02()
{
	Person p;
	doWork(p);  // 此处传入的实参p和 形参Person p 不是一个p
}

// 3、值方式返回局部对象
Person doWork()
{
	Person p1;  // 局部变量p1函数运行完释放
	cout << (int*)&p1 << endl;
	return p1;  // 返回新创建一个p1
}

void test03()
{
	Person p = doWork();
	cout << (int*)&p << endl;
}


int main()
{
	//test01();
	//test02();
	test03();
	
	system("pause");
	return 0;
}
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运行效果图：

2.4 构造函数调用原则

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++不再提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造
• 如果用户自定义拷贝构造函数，C++不会再提供其他构造函数
  示例：

#include<iostream>
using namespace std;

// 构造函数的调用原则
// 1、创建一个类，C++编译器会给每一个类都添加至少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
class Person
{
public:
	Person()
	{
		cout << "Person的默认构造函数调用" << endl;
	}

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

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

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

void test01()
{
	Person p;      // 如果注释掉 Person类中默认构造函数, 编译器不再提供默认构造函数   报错
	p.m_Age = 18;  

	Person p2(p);   // 如果注释掉Person类中拷贝构造函数，自动调用默认拷贝构造函数  打印结果 不显示  "Person的拷贝构造函数调用"
	cout << "p2的年龄为：" << p2.m_Age << endl;
}

void test02()
{
	Person p;   // 如果注释掉 Person类中默认构造函数, 编译器不再提供默认构造函数   报错
}

void test03()
{
	// 如果注释掉Person类中的默认构造函数、有参构造函数，只保留拷贝构造函数    报错：不存在默认构造函数  无合适构造函数可用
	// 原因：写了拷贝构造函数，编译器就不再提供其他普通构造函数
	Person p;
	Person p1(20); 
	Person p2(p1);
}
int main() {
	//test01();
	test02();
	test03();

	system("pause");
	return 0;
}
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2.5 深拷贝与浅拷贝

浅拷贝：简单的赋值操作
深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作
示例：

#include<iostream>
using namespace std;

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

	Person(int age, int height)
	{
		cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
		m_Age = age;
		m_Height = new int(height);  // new int返回值类型是int *
	}

	Person(const Person &p)
	{
		cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
		// 如果不利用深拷贝在堆区创建新内存，会导致浅拷贝带来的重复释放堆区问题
		m_Age = p.m_Age;
		//m_Height = p.m_Height;  // 默认浅拷贝（简单赋值）  编译器默认实现这行代码
		m_Height = new int(*p.m_Height);
	}

	~Person()
	{
		cout << "Person的析构函数调用" << endl;
		// 将堆区开辟的数据做释放操作
		if (m_Height != NULL)
		{
			delete m_Height;
		}
	}

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

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),属性3(值3)…{}
示例：

#include<iostream>
using namespace std;

class Person
{
public:
	 传统方式初始化
	//Person(int a, int b, int c)
	//{
	//	m_A = a;
	//	m_B = b;
	//	m_C = c;
	//}

	// 初始化列表方式  初始化
	Person(int a, int b, int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c)
	{
	}
	
	void PrintPerson()
	{
		cout << "m_A：" << m_A << endl;
		cout << "m_B：" << m_B << endl;
		cout << "m_C：" << m_C << endl;
	}

private:
	int m_A;
	int m_B;
	int m_C;
};

int main() {

	Person p(10, 20, 30);
	p.PrintPerson();

	system("pause");
	return 0;
}
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2.7 类对象作为类成员

C++类中的成员可以是另一个类的对象，我们称为 对象成员。
例如：

class A {}
class B
{
	A a
}
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B类中有对象A作为成员，A为对象成员
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
示例：

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

class Phone
{
public:
	Phone(string name)
	{
		m_PhoneName = name;
		cout << "Phone的构造函数调用" << endl;
	}

	~Phone()
	{
		cout << "Phone的析构函数调用" << endl;
	}

	string m_PhoneName;
};

class Person
{
public:

	// Phone m_Phone = pName  隐式转换法
	Person(string name,string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName)
	{
		cout << "Person的构造函数调用" << endl;
	}

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

	string m_Name; // 姓名
	Phone m_Phone; // 手机
};

// 当其他类对象作为本类成员，构造时候先构造类对象，在构造自身， 析构的顺序与构造相反
void test01()
{
	// 构造顺序：先调用对象成员的构造，再调用本类的构造
	// 析构顺序与构造相反
	Person p("张三", "华为");
	cout << p.m_Name << "使用" << p.m_Phone.m_PhoneName << "牌手机！" << endl;
}
int main() {

	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
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2.8 静态成员

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

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

示例1： 静态成员变量

#include<iostream>
using namespace std;

class Person
{
public:
	static int m_A; // 静态成员变量
	
	// 静态成员变量特点
	// 1.编译阶段分配内存
	// 2.类内声明，类外初始化
	// 3.所有对象共享同一份数据
	
private:
	static int m_B; // 静态成员变量也是有访问权限的
};
int Person::m_A = 10;
int Person::m_B = 10;


void test01()
{
	// 静态成员变量两种访问方式
	
	// 1、通过对象访问
	Person p1;
	p1.m_A = 100;
	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;

	Person p2;
	p2.m_A = 200;
	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;  // 所有对象共享同一份数据
	cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;

	// 2、通过类名访问
	cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;
	//cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; // 类外访问不到私有静态变量成员

}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
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示例2： 静态成员函数

#include<iostream>
using namespace std;

// 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

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 不可以访问 非静态成员变量， 无法区分到底是哪个对象的m_B属性
		cout << "static void func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调用" << endl;
	}
};
int Person::m_A = 0;

void test01()
{
	// 1、通过对象访问
	Person p;
	p.func();

	// 2、通过类名访问
	Person::func();
	//Person::func2(); // 类外访问不到私有静态成员函数
}
int main() {

	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
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3 C++对象模型和this指针

3.1 成员变量和成员函数分开存储

在C++中，类内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。
示例：

#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   占对象空间

	static int m_B;  // 静态成员变量  不属于类对象上     不占对象空间
	// 函数也不占用对象空间，所有函数共享一个函数实例
	void func() {};  // 非静态成员函数  不属于类对象上   不占对象空间

	static void func2() {};   // 静态成员函数  不属于类对象上   不占对象空间
};
int Person::m_B = 10;

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 main()
{
	//test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}
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3.2 this指针概念

每一个非静态成员函数只会诞生一份函数实例，也就是说多个同类型的对象会共用一块代码。
那么问题是: 这一块代码是如何区分哪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)
	{
		// 1、当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分
		this->age = age;   // this指针指向  被调用的成员函数  所属的对象
	}

	Person& PersonAddPerson(Person p)  // 如果使用返回值的形式 会新（复制）创建一个对象； 使用引用的形式，不会新创建对象
	{
		this->age += p.age;
		// 2、返回对象本身
		return *this;  // this指向p2的指针，而*this指向的就是p2这个对象本体
	}
	int age;
};

void test01()
{
	Person p1(10);
	cout << "p1.age = " << p1.age << endl;

	Person p2(10);
	// 链式编程思想
	p2.PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1);
	cout << "p2.age = " << p2.age << endl;
}

int main(){

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}
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3.3 空指针访问成员函数

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

#include<iostream>
using namespace std;

class Person
{
public:
	void showClassName()
	{
		cout << "this is Person class" << endl;
	}

	void showPersonAge()
	{
		// 报错原因是因为传入的指针为NULL，this没有指向确定的对象，相当于没有对象实体
		if (this == NULL) 
		{
			return;
		}
		cout << "age = " << this->m_Age << endl;   // 如果不加if判断   引发了异常: 读取访问权限冲突。this 是 nullptr
	}

	int m_Age;
};

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

	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
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3.4 const修饰成员函数

常函数：

• 成员函数后加const我们称为这个函数为常函数
• 常函数不可以修改成员属性
• 成员属性声明时加关键字mutable后，在常函数中依然可以修改

常对象：

• 声明对象前加const称该对象为常对象
• 常对象只能调用常函数
  示例：

#include<iostream>
using namespace std;

// 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
	void showPerson() const   //  const Person * const this
	{
		this->m_B = 100;
		// this（指针常量）因为函数后面加了const，相当于 const Person * const this   指向和指向的值都不允许修改
		//this->m_A = 100;   
		//this = NULL;   // this（指针常量）指针不可以修改指针的指向    
		cout << "this =  " << this << endl;
	}

	void func() {};

	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();

}

void test02()
{
	const Person p;  // 在对象前加const，变为常对象
	//p.m_A = 100;    // 常对象不能修改普通成员变量
	p.m_B = 200;   //  m_B是特殊值，再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;
}
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4 友元

生活中你的家有客厅(Public)，有你的卧(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。但是你也可以允许你的好朋友进去。
在程序里，有些私有属性 也想让类外特殊的一些函数或者类进行访问，就需要用到友元的技术。
友元的目的就是让一个函数或者类 访问另一个类中私有成员。
友元的关键字为 friend
友元的三种实现：

• 全局函数做友元
• 类做友元
• 成员函数做友元

4.1 全局函数做友元

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

class Building
{
// 告诉编译器 goodFriend全局函数 是Building类的好朋友，可以访问类中的私有内容
	friend void goodFriend(Building * building);

public:

	Building()
	{
		m_SittingRoom = "客厅";
		m_BedRoom = "卧室";
	}

public:
	string m_SittingRoom; // 客厅

private:
	string m_BedRoom; // 卧室
};

void goodFriend(Building * building)
{
	cout << "你的好朋友正在访问：" << building->m_SittingRoom << endl;
	cout << "你的好朋友正在访问：" << building->m_BedRoom << endl;
}

void test01()
{
	Building building;
	goodFriend(&building);
}
int main() {

	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
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4.2 类做友元

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

class Building;
class goodFriend
{
public:
	goodFriend();
	void visit();  // 参观函数  访问Building中的属性

private:
	Building *building;
};

class Building 
{
	// 告诉编译器 goodFriend类是Building类的好朋友，可以访问到Building类中的私有内容
	friend class goodFriend;

public:
	Building();

public:
	string m_SittingRoom;  // 客厅

private:
	string m_BedRoom;  //  卧室

};

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

goodFriend::goodFriend()
{
	// 创建建筑物对象
	building = new Building;
}

void goodFriend::visit()
{
	cout << "你的好朋友正在访问：" << building->m_SittingRoom << endl;
	cout << "你的好朋友正在访问：" << building->m_BedRoom << endl;
}

void test01()
{
	goodFriend gf;
	gf.visit();
}

int main(){

	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
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4.3 成员函数做友元

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

class Building;
class goodFriend
{
public:
	goodFriend();
	void visit();  // 让visit函数可以访问Building中私有成员
	void vist2();  // 让visit2函数不可以访问Building中私有成员

private:
	Building *building;
};

class Building
{
// 告诉编译器 goodFriend类中的vist成员函数 是Building好朋友，可以访问私有内容
	friend void goodFriend::visit();

public:
	Building();

public:
	string m_SittingRoom;  // 客厅

private:
	string m_BedRoom;  //  卧室

};

// 类外编写成员函数
goodFriend::goodFriend()
{
	building = new Building;
}

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

void goodFriend::vist2()
{
	cout << "visit2函数正在访问：" << building->m_SittingRoom << endl;
	//cout << "visit2函数正在访问：" << building->m_BedRoom << endl;
}

Building::Building()
{
	m_SittingRoom = "客厅";
	m_BedRoom = "卧室";
}

void test01()
{
	goodFriend gf;
	gf.visit();
	gf.vist2();
}

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

注意： C++规定有四个运算符 =, ->, [], ()不可以是全局域中的重载（即不能重载为友员函数）

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:
	Person() {};
	Person(int a ,int b)
	{
		this->m_A = a;
		this->m_B = b;
	}

	// 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;
}

// 函数重载
Person operator+(Person &p1, int num)
{
	Person temp;
	temp.m_A = p1.m_A + num;
	temp.m_B = p1.m_B + num;
	return temp;  // 值方式返回局部对象
}

void test01()
{
	Person p1(10, 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);   // 简写  Person p3 = p1 + p2

	// 全局函数重载本质调用
	//Person p3 = operator+(p1, p2);    // Person p3 = p1 + p2

	Person p3 = p1 + p2;
	cout << "p3.m_A = " << p3.m_A << endl;
	cout << "p3.m_B = " << p3.m_B << endl;

	Person p4 = p1 + 100;  // Person + int
	cout << "p4.m_A = " << p4.m_A << endl;
	cout << "p4.m_B = " << p4.m_B << endl;
}

int main(){

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}
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总结：对于内置数据类型表达式的运算符是不可能改变的；
不要滥用运算符重载。

5.2 左移运算符重载

#include<iostream>
using namespace std;

// 左移运算符重载
class Person
{
	friend ostream & operator<<(ostream &out, Person &p);
public:
	Person() {};
	Person(int a, int b)
	{
		this->m_A = a;
		this->m_B = b;
	}

	// 1、利用成员函数 左移运算符    p.operator<<(cout)   简化版本 p << cout
	// 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<<(Person &p)
	{
		cout << "p.m_A = " << p.m_A << endl;
		cout << "p.m_B = " << p.m_B << endl;
	}

private:
	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cout << p
{
	out << "p.m_A = " << p.m_A << " ";
	out << "p.m_B = " << p.m_B << " ";
	return out;   // 返回ostream类型，实现链式编程，  实现无限往后打印输出
}

void test01()
{
	Person p(10, 10);

	cout << p << "hello world!"<<endl;


	// 不会利用成员函数重载<<运算符，因为无法实现 cout在左侧
	//Person cout(20, 20);
	//p.operator<<(cout);
	//p << cout;	
}

int main() {

	test01();

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

class MyInteger
{
	friend ostream & operator<<(ostream &cout, MyInteger myint);
public:
	MyInteger()
	{
		m_Num = 0;
	}

	// 重载前置++运算符
	MyInteger& operator++()     // 返回引用是为了一直对一个数据进行递增操作   不加引用，不会修改自身数值，会新创建一个变量
	{	m_Num++;
		return *this;
	}

	// 重载后置++运算符
	MyInteger operator++(int)   // int代表占位参数，可以用于区分前置和后置递增  只认int，double、float不好使
	{
		// 先 记录当时结果
		MyInteger temp = *this;   // 记录当前本身的值，然后让本身的值加1，但是返回的是以前的值，达到先返回后++
		// 后 递增
		m_Num++;
		// 最后将记录结果做返回
		
		return temp;    // 后置递增（一定要）返回对象，前置返回引用  如果返回引用，函数运行完局部对象释放，在访问其引用非法操作
	}
private:
	int m_Num;
};

// 实现左移运算符<<
ostream & operator<<(ostream &cout, MyInteger myint)
{
	cout << myint.m_Num;
	return cout;
}

void test01()
{
	MyInteger myint;
	cout << ++myint << endl;
	//cout << ++(++myint) << endl;    // 如果重载前置++运算，返回不加引用，会新创建一个变量，不会修改上变量本身的值
	cout << myint << endl;  
}

void test02()
{
	MyInteger myint;

	cout << myint++ << endl;
	cout << myint << endl;
}

int main() {
	
	test01();
	test02();
	
	//int a = 0;
	//cout << ++(++a) << endl;  // a的值为2
	//cout << a << endl;       // a的值为2，直接修改的初始（本身）a的值，并没有另外新创建一个a

	system("pause");
	return 0;
}
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总结：前置递增返回引用，后置递增返回值。

5.4 赋值运算符重载

C++编译器至少给一个类添加4个函数
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)
	{
	// 将年龄开辟到堆区
		m_Age = new int(age);
	}
	
	// 堆区内存重复释放，程序崩溃   利用深拷贝 解决 浅拷贝带来的问题  重载赋值运算符
	~Person() 
	{
		if (m_Age != NULL)
		{
			delete m_Age;
			m_Age = NULL;
		}
	}

	// 重载赋值运算符
	Person& operator=(Person &p)  // 要返回引用，不要返回值   返回值会按照自身，调用拷贝构造函数，创建新的副本
	{
		// 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 (m_Age != NULL)
		{
			delete m_Age;
			m_Age = NULL;
		}
		// 编译器提供的代码是浅拷贝
		//m_Age = p.m_Age;

		// 提供深拷贝   解决浅拷贝的问题
		m_Age = new int(*p.m_Age);
		
		// 返回自身
		return *this;
	}

	int *m_Age;
};

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

	//p2 = p1; // 赋值操作   	本质：p2.operator=(p1)

	p3 = p2 = p1; // 赋值操作   修改自身值  要实现该操作，重载函数需要返回自身  加引用返回本身

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

class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		m_Name = name;
		m_Age = age;
	}

	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("Jerry", 18);

	// 重载关系运算符 ==
	if (p1 == p2)
	{
		cout << "p1 和 p2 是相等的！" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "p1 和 p2 是不相等的！" << endl;
	}

	// 重载关系运算符 ！=
	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;
}
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5.6 函数调用运算符重载

• 函数调用运算符()也可以重载
• 由于重载后使用的方式非常像函数的调用，因此成为仿函数
• 仿函数没有固定写法，非常灵活

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

class MyPrint
{
public:
	void operator()(string text)
	{
		cout << text << endl;
	}
};

void  MyPrint02(string text)
{
	cout << text << endl;
}

void test01()
{
	// 重载的()操作符 也称为仿函数
	MyPrint myPrint;
	myPrint("hello world!");
	MyPrint02("hello world!");
}

class MyAdd
{
public:
	int operator()(int num1, int num2)
	{
		return num1 + num2;
	}
};

void test02()
{
	MyAdd myadd;

	cout << myadd(100, 200) << endl;

	// 匿名函数对象  当前执行完立即释放
	cout << MyAdd()(100, 100) << endl;
}

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

	system("pause");
	return 0;
}
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6 继承

继承是面向对象的三大特性之一。
有些类与类之间存在在特殊的关系，例如下图中：

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。
这个时候就可以考虑继承的技术，减少重复代码。

6.1 继承的基本语法

继承的好处：可以减少重复的代码
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。
从基类继承过来的表现其共性，而新增的成员体现了其个性。
示例：

#include<iostream>
using namespace std;

// 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、注册...（公共底部）." << endl;
	}

	void left()
	{
		cout << "Java,Python,C++...（公共底分类列表）." << endl;
	}

};

// 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 << "Python学科视频" << endl;
	}
};

void test01()
{
	// Java页面
	cout << "Java下载视频页面如下：" << endl;
	Java ja;
	ja.header();
	ja.footer();
	ja.left();
	ja.content();

	// Python页面
	cout << "-----------------------------------" << endl;
	cout << "Java下载视频页面如下：" << endl;
	Python py;
	py.header();
	py.footer();
	py.left();
	py.content();

	// C++页面
	cout << "-----------------------------------" << endl;
	cout << "C++下载视频页面如下：" << endl;
	CPP cp;
	cp.header();
	cp.footer();
	cp.left();
	cp.content();
}
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
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6.2 继承方式

继承的语法：class 子类 : 继承方式 父类

继承方式一共有三种：

• 公共继承
• 保护继承
• 私有继承
  

6.3 继承中的对象模型

示例：

#include<iostream>
using namespace std;

class Base
{
public:
	int m_A;
protected:
	int m_B;
private:
	int m_C; // 私有成员只是被隐藏了，但还是会继承下去
};

// 公共继承
class Son : public Base
{
public:
	int m_D;
};

// 利用开发人员命令提示工具查看对象模型
// 跳转盘符
// 跳转文件路径  cd 具体路径下
// 查看命名
// cl /d1 reportSingleClassLayout类名  文件名  （编写文件名前几个字符tab键补全）

void test01()
{
	// 父类中所有非静态成员属性都会被子类继承下去  （无论哪种继承方式）
	// 父类中私有成员属性 是被编译器给隐藏了，因此访问不到，但是确实被继承下去了
	cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;    //  16
}

int main(){
	
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}
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利用工具查看：

打开工具窗口后，定位到cpp文件的盘符；
然后输入：cl /d1 reportSingleClassLayout查看类名 所属文件名
效果如下图：

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。

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。

#include<iostream>
using namespace std;

class Base
{
public:
	Base()
	{
		cout << "Base构造函数！" << endl;
	}

	~Base()
	{
		cout << "Base析构函数！" << endl;
	}
};

class Son : public Base
{
public:
	Son()
	{
		cout << "Son构造函数！" << endl;
	}

	~Son()
	{
		cout << "Son析构函数！" << endl;
	}
};

void test01()
{
	//Base b;

	// 先构造父类，在构造子类 ， 析构的顺序与构造的顺序相反
	Son s;
}

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

6.5 继承同名成员处理方式

子类与父类出现同名的成员，通过子类对象，访问子类或父类同名的数据方式：

• 访问子类同名成员 直接访问即可
• 访问父类同名成员 需要加作用域

#include<iostream>
using namespace std;

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;
};

void test01()
{
	Son s;
	cout << "Son 下 m_A = " << s.m_A << endl;  // 200
	// 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 m_A = " << s.Base::m_A << endl;  // 100
}

// 同名成员函数处理
void test02()
{
	Son s;
	s.func();
	// 同名成员函数调用
	s.Base::func();

	// 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
	// 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;
}
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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。

6.6 继承同名静态成员处理方式

静态成员和非静态成员出现同名，处理方式一致。

• 访问子类同名成员 直接访问即可
• 访问父类同名成员 需要加作用域

#include<iostream>
using namespace std;

class Base
{
public:
	static void func()
	{
		cout << "Base - static void func()" << endl;
	}

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

	static int m_A;

};
int Base::m_A = 100;

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

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

};
int Son::m_A = 200;

void test01()
{
	// 1、通过对象访问
	cout << "通过对象访问：" << endl;
	Son s;
	cout << "Son 下 m_A = " << s.m_A<< endl;   // 200
	cout << "Base 下 m_A = " << s.Base::m_A << endl;  // 100

	// 2、通过类名访问
	cout << endl << "通过类名访问：" << endl;
	cout << "Son 下 m_A = " << Son::m_A << endl;   // 200
	cout << "Base 下 m_A = " << Base::m_A << endl;  // 100
	// 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;  // 100
}

void test02()
{
	// 1、通过对象访问
	cout << endl << "通过对象访问静态成员函数：" << endl;
	Son s;
	s.func();
	s.Base::func();
	s.Base::func(666);

	// 2、通过类名访问
	cout << endl << "通过类名访问静态成员函数：" << endl;
	Son::func();
	// 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();
	Son::Base::func(888);

}

int main(){
	
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}
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总结：同名静态成员处理方式和非静态处理方式一样，只不过有两种访问的方式（通过对象 和 通过类名）。

6.7 多继承语法

C++允许一个类继承多个类
语法：class 子类 : 继承方式 : 父类1 , 继承方式 父类2...
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。
示例：

#include<iostream>
using namespace std;

class Base1
{
public:
	Base1()
	{
		m_A = 100;
	}

public:
	int m_A;
};

class Base2
{
public:
	Base2()
	{
		m_A = 200;   // 开始是m_B 不会出现问题，但是改为m_A就会出现不明确
	}

public:
	int m_A;
};

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

public:
	int m_C;
	int m_D;
};

void test01()
{
	Son s;
	cout << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl;
	cout << s.Base1::m_A << endl;  // s.m_A指代不明确，二义性，需要加作用域区分
	cout << s.Base2::m_A << endl;
}

int main(){

	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
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总结：多继承中如果父类中出现了同名情况，子类使用时候要加作用域。

6.8 菱形继承

菱形继承概念：
    两个派生类继承同一个基类，
    又有某个类同时继承这两个派生类，
    这种继承被称为菱形继承，或者钻石继承。
典型的菱形继承案例：

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，当羊驼使用数据时，就会产生二义性。
2.羊驼继承自动物的数据继承了两份，实际这份数据只需要一份就可以。

#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{};

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

// 羊驼类
class Alpaca : public Sheep, public Camel{};

void test01()
{
	Alpaca al;
	al.Sheep::m_Age = 18;
	al.Camel::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 << "al.Sheep::m_Age = " << al.Sheep::m_Age << endl;
	cout << "al.Camel::m_Age = " << al.Camel::m_Age << endl;
	cout << "al.m_Age = " << al.m_Age << endl;
}

int main(){

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

• 菱形继承带来的主要问题是子类继承两份相同的数据，导致资源浪费以及毫无意义。
• 利用虚继承可以解决菱形继承问题。

虚继承原理剖析：

7 多态

7.1 多态的基本概念

多态是C++面向对象的三大特性之一。
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
  示例：

#include<iostream>
using namespace std;

class Animal
{
public:
	// speak函数就是虚函数
	// 函数前面加上virtual关键字，变成虚函数，那么编译器在编译的时候就不能确定函数调用了
	virtual void speak()
	{
		cout << "动物在说话" << endl;
	}
};

class Cat :public Animal
{
public:
	void speak()
	{
		cout << "小猫在说话" << endl;
	}
};

class Dog :public Animal
{
public:
	void speak()
	{
		cout << "小狗在说话" << endl;
	}
};

// 执行说话的函数
// 地址早绑定   在编译阶段确定函数地址
// 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();
}

void  test01()
{
	Cat cat ;
	doSpeak(cat);

	Dog dog;
	doSpeak(dog);
}

int main() {

	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
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总结：
多态满足条件

• 有继承关系
• 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。

7.2 多态的原理剖析

7.2.1 多态原理剖析示意图

7.2.2不加virtual关键字与加关键字virtual Animal类结构对比

7.2.3 虚函数 未重写 与 重写 的Cat子类结构比较

7.3 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>
#include<string>
using namespace std;

// 普通实现
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：对扩展进行开放，对修改进行关闭
	}

	int m_Num1;
	int m_Num2;
};

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
// 多态优点：
// 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:
	virtual int getResult()
	{
		return 0;
	}
	int m_Num1;
	int m_Num2;
};

// 加法计算器类
class AddCalculator :public Abstractcalculator
{
public:

	int getResult()
	{
		return m_Num1 + m_Num2;
	}
};

// 减法计算器类
class SubCalculator :public Abstractcalculator
{
public:

	int getResult()
	{
		return m_Num1 - m_Num2;
	}
};

// 乘法计算器类
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 = 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;
	// 用完后记得销毁
	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;
	// 用完后记得销毁
	delete abc;


}
int main(){

	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}
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总结：C++开发提倡利用多态设计程序架构，因为多态有点很多。

7.4 纯虚函数和抽象类

在多态中，通常父类中虚函数的实现是毫无意义的，主要都是调用子类重写的内容。
因此可以将虚函数改为纯虚函数。

纯虚函数语法：virtual 返回值类型 函数名 (参数列表）= 0；

当类中有了纯虚函数，这个类也称为抽象类。
抽象类特点：

• 无法实例化对象
• 子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类

示例：

#include<iostream>
using namespace std;

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
	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;
}
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7.5 多态案例二-制作饮品

案例描述：
制作饮品的大致流程为：注水 - 冲泡 - 倒入杯中 - 加辅料
冲咖啡：1、煮水 - 2、冲泡咖啡 - 3、倒入杯中 - 4、加糖和牛奶
冲茶叶：1、煮水 - 2、冲泡茶叶 - 3、倒入杯中 - 4、加柠檬

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;

class AbstractDrinking
{
public:
	// 煮水
	virtual void Boil() = 0;

	// 冲泡
	virtual void Brew() = 0;

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

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

	// 制作饮品
	void makeDrink()
	{
		Boil();
		Brew();
		PourInCup();
		PutSomething();
	}
};

class Coffee :public AbstractDrinking
{
public:
	// 煮水
	virtual void Boil()
	{
		cout << "煮农夫山泉水" << endl;
	}

	// 冲泡
	virtual void Brew()
	{
		cout << "冲泡咖啡" << endl;
	}
	
	// 倒入杯中
	virtual void PourInCup()
	{
		cout << "倒入杯中" << endl;
	}

	// 加入辅料
	virtual void PutSomething()
	{
		cout << "加入糖和牛奶" << endl;
	}
};

class Tea :public AbstractDrinking
{
public:
	// 煮水
	virtual void Boil()
	{
		cout << "煮娃哈哈矿泉水" << endl;
	}

	// 冲泡
	virtual void Brew()
	{
		cout << "冲泡茶叶" << endl;
	}

	// 倒入杯中
	virtual void PourInCup()
	{
		cout << "倒入杯中" << endl;
	}

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

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;
}
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7.6 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(){}

示例：

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

class Animal
{
public:
	Animal()
	{
		cout << "Animal 构造函数调用！" << endl;
	}

	virtual void Speak() = 0;

	// 利用虚析构可以解决  父类释放子类对象不干净的问题
	//virtual ~Animal()
	//{
	//	cout << "Animal虚析构函数调用！" << 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;
};

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

// 和包含普通纯虚函数的类一样，包含了纯虚析构函数的类也是一个抽象类。不能够被实例化
class Cat : public Animal
{
public:
	Cat(string name)
	{
		cout << "Cat构造函数调用！" << endl;
		m_Name = new string(name);  // 在堆区开辟空间
	}

	virtual void Speak()
	{
		cout << *m_Name <<"小猫在说话！" << endl;
	}

	~Cat()
	{
		cout << "Cat析构函数调用！" << endl;
		if (this->m_Name != NULL)
		{
			delete m_Name;
			m_Name = NULL;
		}
	}

public:
	string *m_Name;
};

void test01()
{
	Animal *animal = new Cat("Tom");
	animal->Speak();

	// 父类指针在析构的时候   不会调用子类中的析构函数，导致子类如果有堆区属性，出现内存泄露

	delete animal;

}
int main(){

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

7.7 多态案例三-电脑组装

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;

// 抽象不同零件类
class CPU  // 抽象CPU类
{
public:
	// 抽象的计算函数
	virtual void calculate() = 0;
};

class VideoCard    // 抽象显卡类
{
public:
	// 抽象的显示函数
	virtual void display() = 0;
};

class Memory  // 抽象内存条类
{
public:
	// 抽象的显示函数
	virtual void storage() = 0;
};

// 具体零件厂商
// Intel厂商
class IntelCpu :public CPU
{
public:
	void calculate()
	{
		cout << "Intel的CPU开始计算了！" << endl;
	}
};

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

class IntelMemory :public Memory
{
public:
	void storage()
	{
		cout << "Intel的内存条开始存储了！" << endl;
	}
};

// Lenovo厂商
class LenovoCpu :public CPU
{
public:
	void calculate()
	{
		cout << "Lenovo的CPU开始计算了！" << endl;
	}
};

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

class LenovoMemory :public Memory
{
public:
	void storage()
	{
		cout << "Lenovo的内存条开始存储了！" << endl;
	}
};

// 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零件
		if (m_cpu != NULL)
		{
			delete m_cpu;
			m_cpu = NULL;
		}

		// 释放显卡零件
		if (m_vc != NULL)
		{
			delete m_vc;
			m_vc = NULL;
		}

		// 释放内存条零件
		if (m_mem != NULL)
		{
			delete m_mem;
			m_mem = NULL;
		}
	}
private:
	CPU *m_cpu;
	VideoCard *m_vc;
	Memory *m_mem;
};

void test01()
{
	// 第一台电脑零件
	CPU * intelCpu = new IntelCpu;
	VideoCard * intelCard = new IntelVideoCard;
	Memory * intelMem = new IntelMemory;

	//Computer  computer = Computer(new IntelCpu, new IntelVideoCard, new IntelMemory); // 非开辟堆区调用方法
	//computer.doWork();

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

	// 第二台电脑组装
	cout << endl << "---------------第二台电脑开始工作-------------" << endl << endl;
	Computer * computer2 = new Computer(new LenovoCpu, new LenovoVideoCard, new LenovoMemory);
	computer2->doWork();
	delete computer2;
	
	// 第三台电脑组装
	cout << endl << "---------------第三台电脑开始工作-------------" << endl << endl;
	Computer * computer3 = new Computer(new IntelCpu, new LenovoVideoCard, new LenovoMemory);
	computer3->doWork();
	delete computer3;
}
int main() {

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