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C++核心编程：类和对象笔记

作者：运维做开发 | 2024-07-22 09:00:00

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C++核心编程：类和对象笔记

4.类和对象

C++面向对象的三大特性为:封装,继承,多态
C++认为万事万物都皆为对象，对象上有其属性和行为

例如：

人可以作为对象，属性有姓名、年龄、身高、体重...,行为有走、跑、跳、说话...
车可以作为对象，属性有轮胎、方向盘、车灯...,行为有载人、放音乐、开空调...
具有相同性质的对象，我们可以对其进行抽象，抽象为类，人属于人类，车属于车类

4.1 封装

4.1.1 封装的意义

封装是C++面向对象三大特性之一
封装的意义：
- 将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物
- 将属性和行为加以权限控制

封装意义一：在设计类的时候，属性和行为写在一起，表现事物

语法：class 类名{访问权限: 属性 / 行为};

类中的属性和行为我们统一称为成员

属性 -> 成员属性/成员变量
行为 -> 成员函数/成员方法

示例1：设计一个圆类，求圆的周长
类和对象-封装-属性和行为作为整体.cpp


#include <iostream>
using namespace std;
// 圆周率
const double PI = 3.1415926;
// 设计一个圆类,求圆的周长
// 圆求周长的公式 : 2 * PI * 半径
class Circle {
    // 访问权限
    // 公共权限
public:
    // 行为
    // 获取圆的周长
    double calculatePerimeter(double radius) {
        return 2 * PI * radius;
    }
    // 属性:半径
    int m_radius;
};
int main() {
    // 通过圆类,创建具体的圆(对象)
    // 实例化(通过一个类 创建一个对象的过程)
    Circle c1;
    c1.m_radius = 10;
    cout<<"圆的周长为 : "<<c1.calculatePerimeter(c1.m_radius)<<""<<endl;
    return 0;
}

示例2：设计学生类


#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
 
// 设计学生类
class Student{
public://公共权限
    // 类中的属性和行为 我们统一称为成员
    // 属性 -> 成员属性/成员变量
    // 行为 -> 成员函数/成员方法
    string m_name; // 姓名
    int m_Id; // 学号
 
    // 行为
    void setName(string name){ // 设置姓名
        m_name = name;
    }
    void setId(int id){ // 设置学号
        m_Id = id;
    }
    void display(){ // 显示姓名和学号
        cout << "姓名：" << m_name << endl;
        cout << "学号：" << m_Id << endl;
    }
};
 
int main() {
    // 创建一个具体学生 实例化对象
    Student s1;
    // 给s1对象 进行属性赋值操作
    s1.m_name = "张三";
    s1.m_Id = 2019001;
    // 显示学生信息
    s1.display();
 
    s1.setName("李四");
    s1.setId(2019002);
    s1.display();
}

运行结果：


PS D:\Work\c++\build\bin> ."D:/Work/c++/bin/app.exe"
姓名：张三
学号：2019001
姓名：李四
学号：2019002
PS D:\Work\c++\build\bin>

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;
 
/*
    三种访问权限:
    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   类外不可以访问(儿子不可以访问父亲中的私有内容)
*/
 
class Person{
public:
    void func() {
        m_Name = "张三";//公共权限
        m_Car = "拖拉机";//保护权限
        m_Password = 123456;//私有权限
    }
public:
    // 公共权限
    string m_Name;//姓名
protected:
    // 保护权限
    string m_Car;//汽车
private:
    // 私有权限
    int m_Password;//密码
};
 
int main() {
    // 实例化具体对象
    Person p1;
    p1.m_Name = "呵呵哒";//类外可以访问(public)
    // p1.m_Car = "保时捷";//保护权限内容,在类外访问不到 error:成员"Person::m_Car"不可访问
    // p1.m_Password = 123456;//私有权限内容,在类外访问不到 error:成员"Person::m_Password"不可访问
    p1.func();//类外可以访问(public)
    return 0;
}

4.1.2 struct和class区别

在C++中struct和class唯一的区别就是默认的访问权限不同

区别：

struct默认权限是公共权限
class默认权限是私有权限


#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() {
    /*
        在C++中struct和class唯一的区别就是默认的访问权限不同
        区别：
            struct默认权限是公共权限
            class默认权限是私有权限
    */
 
    C1 c1;
    // c1.m_A = 10;// error:成员"C1::m_A"不可访问
    C2 c2;
    c2.m_A = 100;// ok 
    return 0;
}

4.1.3 成员属性设置为私有

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

演示：控制读写权限


#include <iostream>
using namespace std;
/*
    成员属性设置私有
        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，我们可以检测到数据的有效性
*/
// 人类
class Person{
public:
    // 设置姓名
    void setName(string name) {
        m_Name = name;
    }
    // 获取姓名
    string getName() const {// 返回类型为const，表示返回的是常量，不可修改返回值。
        return m_Name;// 返回m_Name的值。
    }
    // 获取年龄
    int getAge() const {// 返回类型为const，表示返回的是常量，不可修改返回值。
        return m_Age;// 返回m_Age的值。
    }
    // 设置偶像
    void setIdol(string idol) {
        m_Idol = idol;
    }
private:
    string m_Name;// 姓名 可读可写
    int m_Age = 18;// 年龄  只读
    string m_Idol;// 偶像 只写
};
 
int main() {
    Person p;
    // 姓名设置
    p.setName("张三");
    cout<<"姓名："<<p.getName()<<endl;// 姓名：张三
 
    // 获取年龄
    cout<<"年龄："<<p.getAge()<<endl;// 输出年龄：18
 
    // 偶像设置
    p.setIdol("迪丽热巴");
    return 0; // 程序执行成功，返回0
}

演示：检测到数据的有效性，例如年龄设置为0-150之间


#include <iostream>
using namespace std;
/*
    成员属性设置私有
        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，我们可以检测到数据的有效性
*/
// 人类
class Person{
public:
    // 设置姓名
    void setName(string name) {
        m_Name = name;
    }
    // 获取姓名
    string getName() const {// 返回类型为const，表示返回的是常量，不可修改返回值。
        return m_Name;// 返回m_Name的值。
    }
    // 设置年龄 0-150
    void setAge(int age) {
        if (age < 0 || age > 150) {
            cout << "年龄: "<< age << ",输入错误！" << endl;// 输出错误信息。
            return;
        }
        m_Age = age;
    }
    // 获取年龄
    int getAge() const {// 返回类型为const，表示返回的是常量，不可修改返回值。
        return m_Age;// 返回m_Age的值。
    }
    // 设置偶像
    void setIdol(string idol) {
        m_Idol = idol;
    }
private:
    string m_Name;// 姓名 可读可写
    int m_Age = 18;// 年龄  只读
    string m_Idol;// 偶像 只写
};
 
int main() {
    Person p;
    // 姓名设置
    p.setName("张三");
    cout<<"姓名："<<p.getName()<<endl;// 姓名：张三
 
    // 获取年龄
    p.setAge(250);
    cout<<"年龄："<<p.getAge()<<endl;// 输出年龄：18
 
    // 偶像设置
    p.setIdol("迪丽热巴");
    return 0; // 程序执行成功，返回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

1.类和对象-封装-设计案例1-立方体类


#include <iostream>
using namespace std;
 
/*
    立方体类设计
    1.创建立方体类
    2.设计属性
    3.设计行为 获取立方体面积和体积
    4.分别利用全局函数和成员函数 判断两个立方体是否相等
*/
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 getArea(){return 2*(m_L*m_W+m_L*m_H+m_W*m_H);}
 
    // 获取立方体体积
    int getVolume(){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(getL() == c.getL() && getW() == c.getW() && getH() == c.getH()) {
            return true;
        }else{
            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; // 判断长宽高是否相等，如果相等则返回true，否则返回false
    else return false;
}
 
int main() {
    Cube c1,c2;
    c1.setL(5);
    c1.setW(4);
    c1.setH(3);
    c2.setL(10);
    c2.setW(10);
    c2.setH(10);
    cout<<"c1的面积为："<<c1.getArea()<<endl;
    cout<<"c1的体积为："<<c1.getVolume()<<endl;
    cout<<"***************************"<<endl;
    cout<<"c2的面积为："<<c2.getArea()<<endl;
    cout<<"c2的体积为："<<c2.getVolume()<<endl;
 
    // 判断c1和c2是否相等
    // 利用全局函数判断
    bool ret = isSame(c1,c2);
    if(ret) cout<<"利用全局函数判断:c1和c2相等"<<endl;
    else cout<<"利用全局函数判断:c1和c2不相等"<<endl;
 
    // 利用成员函数判断
    ret = c1.isSameByClass(c2);
    if(ret) cout<<"利用成员函数判断:c1和c2相等"<<endl;
    else cout<<"利用成员函数判断:c1和c2不相等"<<endl;
    return 0;
}

2.类和对象-封装-设计案例2-点和圆关系案例


#include <iostream>
using namespace std;
 
// 点和圆关系案例
 
// 点类
class Point{
public:
    // 设置x
    void setX(int x) {m_X = x;}
    // 获取x
    int getX() {return m_X;}
    // 设置y
    void setY(int y) {m_Y = y;}
    // 获取y
    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
    // 在类中可以让另一个类 作为本类中的成员
    Point m_Center;// 圆心
};
// 判断点和圆关系
void isInCircle(Circle& c, Point& p)  {
    // 计算两点之间距离 平方
    int distance = 
    (c.getCenter().getX() - p.getX()) * (c.getCenter().getX() - p.getX()) +
    (c.getCenter().getY() - p.getY()) * (c.getCenter().getY() - p.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<<"点在圆内"<<endl;  
    }
    else {
        cout<<"点在圆外"<<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(9);
    // 判断关系
    isInCircle(c,p);
    return 0;
}

进一步完善项目

point.h


#pragma once
// 点类
class Point{
public:
    // 设置x
    void setX(int x);
    // 获取x
    int getX();
    // 设置y
    void setY(int y);
    // 获取y
    int getY();
private:
    int m_X;
    int m_Y;
};

point.cpp


#include "point.h"
 
// 设置x
void Point::setX(int x) {m_X = x;}
// 获取x
int Point::getX() {return m_X;}
// 设置y
void Point::setY(int y) {m_Y = y;}
// 获取y
int Point::getY() {return m_Y;}

circle.h


#pragma once
#include "point.h"
// 圆类
class Circle {
public: 
    // 设置半径
    void setR(int r);
    // 获取半径
    int getR();
    // 设置圆心
    void setCenter(Point center);
    // 获取圆心
    Point getCenter();
private:
    int m_R;// 半径
    // 在类中可以让另一个类 作为本类中的成员
    Point m_Center;// 圆心
};

circle.cpp


#include "circle.h"
// 设置半径
void Circle::setR(int r) {m_R = r;}
// 获取半径
int Circle::getR() {return m_R;}
// 设置圆心
void Circle::setCenter(Point center) {m_Center = center;}
// 获取圆心
Point Circle::getCenter() {return m_Center;}

4.2 对象的初始化和清理

生活中我们买的电子产品都基本会有出厂设置，在某一天我们不用时候也会删除一些自己信息数据保证安全
C++中的面向对象来源于生活，每个对象也都会有初始设置以及对象销毁前的清理数据的设置

4.2.1 构造函数和析构函数

对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题

一个对象或者变量没有初始状态，对其使用后果是未知
同样的使用完一个对象或变量，没有及时清理，也会造成一定的安全问题

C++利用了构造函数和析构函数解决上述问题，这两个函数将会被编译器自动调用，完成对象初始化和清理工作。对象的初始化和清理工作是编译器强制要我们做的事情，因此如果我们不提供构造和析构，编译器会提供编译器提供的构造函数和析构函数是空实现

构造函数：主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值，构造函数由编译器自动调用，无须手动调用
析构函数：主要作用在于对象销毁前系统自动调用，执行一些清理工作

构造函数语法：类名(){}

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

析构函数写法：~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
程序在对象销毁时候会自动调用析构，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 不写void
    // 函数名和类名相同 在名称前加~
    // 析构函数不可以有参数的,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执行完毕后,释放这个对象
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

执行结果：


PS D:\Work\c++\bin> .\app
Person 构造函数的调用
Person 析构函数的调用
PS D:\Work\c++\bin>

4.2.2 构造函数的分类及调用

两种分类方式：

按参数分为：有参构造和无参构造
按类型分为：普通构造和拷贝构造

三种调用方式：

括号法
显示法
隐式转换法


#include <iostream>
using namespace std;
 
// 1.构造函数的分类及调用
// 分类
//    按照参数分类      无参构造(默认构造)和有参构造
//    按照类型分类      普通构造 拷贝构造
class Person {
public:
    // 无参构造函数
    Person(){cout<<"Person的构造函数调用"<<endl;}
    // 有参构造函数
    Person(int age) {
        m_age=age;
        cout<<"Person的构造函数调用"<<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
        m_age = p.m_age;
        cout<<"Person的拷贝构造函数调用"<<endl;
    }
    ~Person(){cout<<"Person的析构函数调用"<<endl;}
    int m_age;
};
 
void test01() {
    // 1. (括号法)
    Person p1;// 默认构造调用
    Person p2(10);// 有参构造调用
    Person p3(p2);// 拷贝构造调用
    cout<< "p2的年龄是: "<<p2.m_age<<endl;
    cout<< "p3的年龄是: "<<p3.m_age<<endl;
 
    // 注意事项1
    // 调用默认构造函数时候,不要加()
    // 因为下面这行代码,编译器会认为是一个函数的声明,不会认为在创建对象
    // Person p1();
    // void func();
}
 
void test02() {
    // 2.显示法
    Person p1;
    Person p2 = Person(10);// 有参构造
    Person p3 = Person(p2);// 拷贝构造
 
    Person(20);// 匿名对象 特点:当前行执行结束后,系统会立即回收掉匿名对象
    cout<<"asasasa"<<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;
    // 会认为这是一个对象的声明
    // Person(p3); // 此时重定义了
}
 
void test03() {
    // 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
}
 
// 调用
int main() {
    test02();
    return 0;
}

4.2.3 拷贝构造函数调用时机

C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况

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


#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) : m_Age(age) {cout<<"Person有参构造函数调用"<<endl;}
    Person(const Person& p) {
        m_Age = p.m_Age;
        cout<<"Person拷贝构造函数调用"<<endl;
    }
    ~Person() {cout<<"Person析构函数调用"<<endl;}
    int m_Age;
private:
 
};
 
// 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: "<<p2.m_Age<<endl;
    /*
        Person有参构造函数调用
        Person拷贝构造函数调用
        p2: 20
        Person析构函数调用
        Person析构函数调用
    */
}
 
// 2.值传递的方式给函数参数传值
void doWork(Person p) {// 值传递会拷贝一个临时的副本出来,在调用它的拷贝构造函数,
 
}
 
void test02() {
    Person p;
    doWork(p);
    /*
        Person默认构造函数调用
        Person拷贝构造函数调用
        Person析构函数调用
        Person析构函数调用
    */
}
 
// 3.以值方式返回局部对象
Person doWork2() {
    Person p1;
    cout<<(int*)&p1<<endl;
    return p1;
}
void test03() {
    Person p = doWork2();
    cout<<(int*)&p<<endl;
}
 
int main() {
    test03();
    return 0;
}

4.2.4 构造函数调用规则

默认情况下，C++编译器至少给一个类添加3个函数

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

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:
    // 默认构造
    Person() { cout << "Person的默认构造函数调用" << endl; }
    // 有参构造
    Person(int age) {
        m_Age = age; 
        cout << "Person的有参构造函数调用" << endl; 
    }
    // 拷贝构造
    // Person(const Person& p) {
    //     m_Age = p.m_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 m_Age;
};
 
void test01() {
    Person p;
    p.m_Age = 18;
    Person p2(p);
    cout<<"p2的年龄为: "<<p2.m_Age<<endl;
}
 
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

执行结果：


PS D:\Work\c++\bin> ."D:/Work/c++/bin/app.exe"
Person的默认构造函数调用
p2的年龄为: 18
Person的析构函数调用
Person的析构函数调用

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


#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:
    // 默认构造
    Person() { cout << "Person的默认构造函数调用" << endl; }
    // 有参构造
    Person(int age) {
        m_Age = age; 
        cout << "Person的有参构造函数调用" << endl; 
    }
    // 拷贝构造
    Person(const Person& p) {
        m_Age = p.m_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 m_Age;
};
 
void test01() {
    Person p;
    p.m_Age = 18;
    Person p2(p);
    cout<<"p2的年龄为: "<<p2.m_Age<<endl;
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

执行结果：


Person的默认构造函数调用
Person的拷贝构造函数调用
p2的年龄为: 18
Person的析构函数调用
Person的析构函数调用

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


#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:
    // 默认构造
    Person() { cout << "Person的默认构造函数调用" << endl; }
    // 有参构造
    Person(int age) {
        m_Age = age; 
        cout << "Person的有参构造函数调用" << endl; 
    }
    // 拷贝构造
    // Person(const Person& p) {
    //     m_Age = p.m_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 m_Age;
};
 
void test02() {
    Person p(18);
    Person p2(p);
}
 
int main() {
    test02();
    return 0;
}

执行结果：


Person的有参构造函数调用
Person的析构函数调用
Person的析构函数调用

4.2.5 深拷贝与浅拷贝

深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的拷贝构造函数调用"<<endl;
        m_Age = p.m_Age;
        // m_Height = p.m_Age; // 编译器默认实现就是这行代码
        
        // 深拷贝操作
        m_Height = new int(*p.m_Height); // 在堆区创建一块内存
    }
    ~Person(){ 
        // 析构代码,将堆区开辟数据做释放操作
        if(m_Height != NULL) {
            delete m_Height;
            m_Height = NULL;
        }
        cout<<"Person的析构函数调用"<<endl; 
    }
    int m_Age;
    int* m_Height;// 身高
};
 
void test01() {
    // 深拷贝,p1走p1的析构,p2走p2的析构.注意:堆栈是先进后出的
    // 浅拷贝,有交叉重复释放的问题
    Person p1(18,160);
    cout<<"p1的年龄: "<<p1.m_Age<<"身高: "<<*p1.m_Height<<endl;
    Person p2(p1);// 默认的拷贝构造函数(浅拷贝)
    cout<<"p2的年龄: "<<p2.m_Age<<"身高: "<<*p2.m_Height<<endl;
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

执行结果：


Person的有参构造函数调用
p1的年龄: 18身高: 160
Person的拷贝构造函数调用
p2的年龄: 18身高: 160
Person的析构函数调用
Person的析构函数调用

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

4.2.6 初始化列表

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


#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(1,2,3);
    cout << p.m_A << " " << p.m_B << " " << p.m_C << endl; // 输出：1 2 3
}
 
int main() {
 
    return 0;
}

4.2.7 类对象作为类成员

C++类中的成员可以是另一个类的对象，我们称该成员为对象成员

例如：


class A{};
 
class B{A a};

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

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


#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
// 类对象作为类成员
 
// 手机类
class Phone {
public:
    Phone(string pName) {
        m_PName = pName;
        cout<<"Phone有参构造调用"<<endl;
    }
    ~Phone() { cout<<"Phone的析构函数调用"<<endl; }
    string m_PName;// 品牌名称
};
 
// 人类
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有参构造调用"<<endl;
    }
    ~Person() { cout<<"Person的析构函数调用"<<endl; }
    // 姓名
    string m_name;
    // 手机
    Phone m_phone;
private:
 
};
 
// 当其他类对象作为本类成员,构造时候先构造类对象,再构造自身,析构的顺序与构造相反
void test01() {
    Person p("张三", "苹果");
    cout << "姓名：" << p.m_name << " 手机品牌：" << p.m_phone.m_PName << endl;
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

执行结果：


PS D:\Work\c++\bin> ."D:/Work/c++/bin/app.exe"
Phone有参构造调用
Person有参构造调用
姓名：张三 手机品牌：苹果
Person的析构函数调用
Phone的析构函数调用
PS D:\Work\c++\bin>

4.2.8 静态成员

静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static,称为静态成员

静态成员分为：

静态成员变量

所有对象共享同一份数据
在编译阶段分配内存
类内声明，类外初始化


#include <iostream>
using namespace std;
 
// 静态成员变量
class Person {
public:
    // 1.所有对象都共享同一份数据
    // 2.编译阶段就分配内存
    // 3.类内声明,类外初始化操作
    static int m_A; // 静态成员变量
 
    // 静态成员变量也是有访问权限的
private:
    static int m_B; // 静态成员变量
};
 
int Person::m_A = 100; // 类外初始化操作
int Person::m_B = 200; // 类外初始化操作
 
void test01() {
    Person p;
    cout << "m_A = " << p.m_A << endl; // 100
 
    Person p2;
    p2.m_A = 400;
    cout << "m_A = " << p.m_A << endl; // 400
}
 
void test02() {
    // 静态成员变量,不属于某个对象上,所有对象都共享同一份数据
    // 因此静态成员变量有两种访问方式
    // 1.通过对象进行访问
    // Person p;
    // cout<<"p.m_A = "<<p.m_A<<endl; // 100
    // 2.通过类名进行访问
    cout << "m_A = " << Person::m_A << endl; // 100
    // 类外访问不到私有静态成员变量
    // cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; // error:成员"Person::m_B"不可访问
}
 
int main() {
    test02();
    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
// 所有对象共享同一个函数
// 静态成员函数只能访问静态成员变量
/*
    因为m_B必须通过创建对象才能访问,得创建一个对象,
    才能够去读/写这块内存.当你去调用静态成员函数func()
    这个函数体的内部不知道改变的是哪个对象的m_B
    非静态成员变量属于特定对象的成员变量
*/
class Person {
public:
    // 静态成员函数
    static void func() { 
        m_A = 100;//静态成员函数是可以访问静态成员变量
        // m_B = 200;//静态成员函数是不可以访问非静态成员变量的,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;
 
// 有两种访问方式
void test01() {
    // 1.通过对象访问
    Person p;
    p.func();
 
    // 2.通过类名访问(类外访问不到私有静态成员函数)
    Person::func();
    // Person::func2();// 错误,不可访问
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

因为m_B必须通过创建对象才能访问,得创建一个对象,才能够去读/写这块内存.当你去调用静态成员函数func()。这个函数体的内部不知道改变的是哪个对象的m_B，非静态成员变量属于特定对象的成员变量。静态成员函数是不可以访问非静态成员变量的,无法区分到底是哪个对象的m_B属性。

4.3 C++对象模型和this指针

4.3.1 成员变量和成员函数分开存储

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


#include <iostream>
using namespace std;
 
// 成员变量和成员函数是分开存储的
class Person {
public:
    int m_A;// 非静态成员变量 属于类的对象上
    static int m_B;// 静态成员变量 不属于类的对象上
    void func(){} // 非静态成员函数 不属于类的对象上
    static void func2(){} // 静态成员函数 不属于类的对象上
};
 
int Person::m_B = 100;// 初始化静态成员变量
 
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特分配一个字节空间,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; // 1
}
 
void test02() {
    Person p;
    cout<<"size of p = " <<sizeof(p)<<endl; // 4
}
 
int main() {
    test02();
    return 0;
}

4.3.2 this指针概念

通过4.3.1 我们知道在C++中成员变量和成员函数是分开存储的。每一个非静态成员函数只会诞生一份函数实例，也就是说多个同类型的对象会共用一块代码。那么问题是：这一块代码是如何区分那个对象调用自己的呢？C++通过提供的对象指针，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->m_Age = age;
    }
    Person& PersonAddPerson(Person& p) {
        this->m_Age += p.m_Age;
 
        // this指向p2的指针,而*this指向的就是p2这个对象本体
        return *this; // 返回对象本身
    }
    int m_Age;
};
// 1.解决名称冲突
void test01() {
    Person p1(18); // 创建一个Person对象，年龄为18
    cout <<"p1的年龄为: "<<p1.m_Age << endl; // 输出Person对象的年龄
}
 
// 2.返回对象本身用*this
void test02() {
    Person p1(10); // 创建一个Person对象，年龄为10
    Person p2(20); // 创建另一个Person对象，年龄为20
    // 链式编程思想
    p2.PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1); 
    cout<<"p2的年龄为: "<<p2.m_Age<<endl; 
}
 
int main() {    
    test02();
    return 0;
}

4.3.3 空指针访问成员函数

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


#include <iostream>
using namespace std;
 
// 空指针调用成员函数
class Person {
public:
    void showClassName() {
        cout<<"this is Person Class"<<endl;
    }
    void showPersonAge() {
        // 常见报错原因:传入的指针是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();
    return 0;
}

4.3.4 const修饰成员函数

常函数：

成员函数后加const称此函数为常函数
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，则表示在常函数中依然可以修改

常对象：

声明对象前加const称此对象为常对象
常对象只能调用常函数

const 和 this

this指针的本质是指针常量指针的指向是不可以修改的,指针指向的值是可以修改的
Person * const this;
const Person * const this; 指针的指向的值也不可以修改了
在成员函数后面加const,修饰的是this指向,让指针指向的值也不可以修改

注意：

特殊变量,即使在常函数中,也可以修改这个值.需要加上关键字mutable
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


#include <iostream>
using namespace std;
 
// 常函数
class Person {
public:
    Person();
    // this指针的本质 是指针常量 指针的指向是不可以修改的,指针指向的值是可以修改的
    // Person * const this;
    // const Person * const this; 指针的指向的值也不可以修改了
    // 在成员函数后面加const,修饰的是this指向,让指针指向的
    // 值也不可以修改
    void showPerson() const {// 常函数
        // this->m_A = 10;
        // this 指针是不可以修改指针的指向的
        // this = NULL;// error 分配到"this"(记时错误)
 
        this->m_B = 100;
    }
 
    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.需要加上关键字mutable
};
 
void test01() {
    Person p;
    p.showPerson();
}
 
// 常对象
void test02() {
    const Person p;// 在对象前加上const,变为常对象
    // p.m_A = 100;//error
    p.m_B = 100;// m_B是特殊值,在常对象也可以修改
 
    // 常对象只能调用常函数
    p.showPerson();
    // p.func();// error: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() {
 
    return 0;
}

4.4 友元

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

友元的三种实现

全局函数做友元
类做友元
成员函数做友元

全局函数做友元


#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
 
// 建筑物
class Building {
    // 告诉编译器 goodGay全局函数是 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<<"好基友全局函数 正在访问 : "<<building->m_SittingRoom<<endl;
    cout<<"好基友全局函数 正在访问 : "<<building->m_BedRoom<<endl;
}
 
void test01() {
    Building building;
    goodGay(&building); // 调用全局函数
}
 
int main() {
    test01();
    return 0; // 返回0表示正常退出
}

执行结果：


PS D:\Work\c++\bin> ."D:/Work/c++/bin/app.exe"
好基友全局函数 正在访问 : 客厅
好基友全局函数 正在访问 : 卧室

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{
    // 告诉编译器 GoodGay 类是本来的好朋友,可以访问本类中私有成员
    friend class GoodGay;
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";
}
 
GoodGay::GoodGay() {
    // 创建建筑物对象
    building = new Building;
}
 
void GoodGay::visit() {
    cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
    cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
 
void test01() {
    GoodGay gg;
    gg.visit();
}
 
int main() {
    test01();
    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Building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();
    string m_SittingRoom; // 客厅
private:
    string m_BedRoom; // 卧室
};
 
// 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 函数正在访问: "<<building->m_SittingRoom<<endl;
    cout<<"visit 函数正在访问: "<<building->m_BedRoom<<endl;
}
 
void GoodGay::visit2() {
    cout<<"visit 函数正在访问: "<<building->m_SittingRoom<<endl;    
}
 
void test01() {
    GoodGay gg;
    gg.visit();
    gg.visit2();
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

4.5 运算符重载

4.5.1 加号运算符重载

作用：实现两个自定义数据类型相加的运算

总结：

对于内置的数据类型的表达式的运算符是不可能改变的
不要滥用运算符重载

加号运算符重载


#include <iostream>
using namespace std;
 
// 加号运算符重载
class Person {
public:
    // 1. 成员函数重载 + 号
    Person operator+(Person &p) {
        Person temp;
        temp.m_A = this->m_A + p.m_A;
        temp.m_B = this->m_B + p.m_B;
        return temp;
    }
    int m_A;
    int m_B;
};
 
// 2.全局函数重载+号
// Person operator+(Person &p1,Person &p2) {
//     Person temp;
//     temp.m_A = p1.m_A + p2.m_A;
//     temp.m_B = p1.m_B + p2.m_B;
//     return temp;
// }
 
// 函数重载的版本
Person operator+(Person &p1,int num) {
    Person temp;
    temp.m_A = p1.m_A + num;
    temp.m_B = p1.m_B + num;
    return temp;
}
 
void test01() {
    Person p1;
    p1.m_A = 10;
    p1.m_B = 10;
    Person p2;
    p2.m_A = 10;
    p2.m_B = 10;
 
    // 成员函数重载本质调用
    // Person p3 = p1.operator+(p2);
    // 全局函数重载本质调用
    // 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;
    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();
    return 0;
}

4.5.2 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 &cout,Person &p);
public:
    Person(int a,int b):m_A(a),m_B(b){}
    // 利用成员函数重载 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,因为实现cout在左侧
    // void operator<<(Person &p) {
 
    // }
 
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 &cout,Person &p) // 本质 operator<<(cout,p) 简化 cout<<p
{
    cout<<"m_A = "<<p.m_A<<" , m_B = "<<p.m_B;
    return cout;
}
 
void test01() {
    Person p(10,20);
    cout<<p<<", hello,world!"<<endl;
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

总结：重载左移运算符配合友元可以实现输出自定义数据类型

4.5.3 递增运算符重载

作用：通过重载递增运算符，实现自己的整型数据


#include <iostream>
using namespace std;
 
// 重载递增运算符
 
// 自定义整型
class MyInterger {
    friend ostream& operator<<(ostream& cout,MyInterger myint);
public:
    MyInterger() {
        m_Num = 0;
    }
    // 重载前置++运算符 返回引用为了一直对一个数据进行递增
    MyInterger& operator++() {
        // 先进行++运算
        m_Num++;
        // 再将自身做返回
        return *this;
    }
    // 重载后置++运算符 
    // void operator++(int) int代表占位参数,可以用于区分前置和后置递增
    MyInterger operator++(int) {
        // 先 记录当时结果
        MyInterger temp = *this;
        // 后 递增
        m_Num++;
        // 最后将记录结果做返回
        return temp;
    }
private:
    int m_Num;
};
 
 
// 重载<<运算符
ostream& operator<<(ostream& cout,MyInterger myint) {
    cout<<myint.m_Num;
    return cout;
}
 
 
void test01() {
    MyInterger myint;
    cout<<++(++myint)<<endl;
    cout<<myint<<endl;
}
 
void test02() {
    MyInterger myint;
    cout<<myint++<<endl;
    cout<<myint;
}
 
int main() {
    test02();
    return 0;
}

总结：前置递增返回引用，后置递增返回值

4.5.4 赋值运算符重载

C++编译器至少给一个类添加4个函数

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，做赋值操作时会出现深浅拷贝的问题


#include <iostream>
using namespace std;
 
// 赋值运算符重载
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,然后再深拷贝
        if(m_Age!=NULL) {
            delete m_Age;
            m_Age = NULL;
        }
        // 深拷贝
        m_Age = new int(*p.m_Age);
        // 返回对象本身 而不是返回副本
        return *this;
    }
 
    int *m_Age;
};
 
void test01() {
    Person p1(18);
    Person p2(20);
    Person p3(30);
    p3 = p2 = p1;// 赋值操作
    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();
    return 0;
}

执行结果：


PS D:\Work\c++\bin> ."D:/Work/c++/bin/app.exe"
p1 的年龄为: 18
p2 的年龄为: 18
p3 的年龄为: 18

4.5.5 关系运算符重载

作用：重载关系运算符，可以让两个自定义类型对象进行对比操作


#include <iostream>
using namespace std;
// 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
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;
    }
 
    // 重载 != 号
    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);
    Person p3("Jerry",18);
    if(p1 == p2) {
        cout<<"p1 和 p2 是相等的"<<endl;
    }
    if(p1 != p3) {
        cout<<"p1 和 p3 是不相等的"<<endl;
    }else{
        cout<<"p1 和 p3 是相等的"<<endl;
    }
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

执行结果：


PS D:\Work\c++\bin> ."D:/Work/c++/bin/app.exe"
p1 和 p2 是相等的
p1 和 p3 是不相等的
PS D:\Work\c++\bin>

4.5.6 函数调用运算符重载

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


#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调用,因此称为仿函数
    MyPrint02("hello,heheda");
}
 
// 仿函数非常灵活,没有固定的写法
class MyAdd{
public:
    int operator()(int num1,int num2){
        return num1+num2;
    }
};
 
void test02() {
    MyAdd myadd;
    int ret = myadd(100,200);
    cout<<"ret = "<<ret<<endl;
 
    // 匿名函数对象
    cout<<MyAdd()(100,10)<<endl;
}
 
int main() {
    test02();
    return 0;
}

4.6 继承

继承是面向对象三大特性之一

有些类与类之间存在特殊的关系，例如下图中：

我们发现，定义这些类时，下级别的成员除了拥有上一级的共性，还有自己的特性。

这个时候我们就可以考虑利用继承的技术，减少重复代码


#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 到子类中依然是公共权限
        m_B = 10;// 父类中的保护权限成员 到子类中依然是保护权限
        // m_C = 10;// 父类中的私有权限成员 子类访问不到
    }
};
void test01(){
    Son1 s1;
    s1.m_A = 100;
    // s1.m_B = 20; // 到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 func(){
        m_A = 100; // 父类中公共成员,到子类中变为保护权限
        m_B = 200; // 父类中保护成员,到子类中变为保护权限
        // m_C = 400;// 父类中私有成员 子类访问不到
    };
};
 
void test02() {
    Son2 s2;
    // s2.m_A = 1000;// 在Son2中 m_A变为保护权限,因此类外访问不到
    // s2.m_B = 120; // 在Son2中 m_B为保护权限,因此类外访问不到
}
 
// 私有继承
class Base3{
public:
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C;
};
class Son3:private Base3{
public:
    void func(){
        m_A = 100; // 父类中公共成员,到子类中变为私有权限
        m_B = 200; // 父类中保护成员,到子类中变为私有权限
        // m_C = 400;// 父类中私有成员 子类访问不到
    };
};
 
void test03() {
    Son3 s3;
    // s2.m_A = 1000;// 在Son3中 m_A变为私有权限,因此类外访问不到
    // s2.m_B = 120; // 在Son3中 m_B变为私有权限,因此类外访问不到
}
 
class GrandSon3:public Son3 {
public:
    void func() {
        // m_A = 100; // 到了Son3中 m_A变为私有,即使是儿子,也是访问不到
        // m_B = 20; // 到了Son3中 m_B变为私有,即使是儿子,也是访问不到
    }
};

4.6.3 继承中的对象模型

问题：从父类继承过来的成员，哪些属于子类对象中？


#include<iostream>
using namespace std;
 
// 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对象模型
// 跳转盘符 F:
// 跳转文件路径 cd 具体路径下
// 查看命名
// c1 /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 是被编译器给隐藏了,因此是访问不到,但是确实被继承了
    cout<<"size of Son = "<<sizeof(Son)<<endl;
}
 
int main() {
 
    return 0;
}

打开工具窗口后，定位到当前CPP文件的盘符

然后输入：c1 /d1 reportSingleClassLayout查看的类名所属文件名

4.6.4 继承中构造和析构顺序

子类继承父类后，当创建子类对象，也会调用父类的构造函数

问题：父类和子类的构造和析构顺序是谁先谁后？

继承中的构造和析构顺序如下:先构造父类,再构造子类,析构的顺序与构造的顺序相反


#include <iostream>
using namespace std;
// 继承中的构造和析构顺序
class Base{
public:
    Base() {cout << "Base constructor" << endl;}
    ~Base() {cout << "Base destructor" << endl;}
private:
 
};
 
class Son:public Base{
public:
    Son() {cout << "Son constructor" << endl;}
    ~Son() {cout << "Son destructor" << endl;}
};
 
void test01() {
    // Base b;
 
    // 继承中的构造和析构顺序如下:
    // 先构造父类,再构造子类,析构的顺序与构造的顺序相反
    Son s;
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

执行结果：


PS D:\Work\c++\bin> ."D:/Work/c++/bin/app.exe"
Base constructor
Son constructor
Son destructor
Base destructor
PS D:\Work\c++\bin>

4.6.5 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

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


#include <iostream>
using namespace std;
 
// 继承中同名成员处理
class Base{
public:
    Base() {
        m_A = 100;
    }
    void func() {
        cout << "Base func()" << endl;
    }
    void func(int a) {
        cout << "Base func(int a)" << endl;
    }
    int m_A;
};
 
class Son:public Base{
public:
    Son() {
        m_A = 200;
    }
    void func() {
        cout << "Son func()" << endl;
    }
    int m_A;
};
 
// 同名成员属性处理
void test01() {
    Son s;
    cout << "Son下的 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下的 m_A = " << s.Base::m_A << endl;//100
    cout << "Son::m_A = " << s.Son::m_A << endl;//200
 
}
 
// 同名成员函数处理
void test02() {
    Son s;
    s.func();//Son func() 直接调用 调用的是子类中的同名成员
 
    // 如何调用到父类中同名成员函数?
    s.Base::func();//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的同名成员函数
    // s.func(100); // error
 
    // 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);//Base func(int a)
}
 
int main() {
    // test01();
    test02();
    return 0;
}

4.6.6 继承同名静态成员处理方式

问题：继承中同名的静态成员在子类对象上如何进行访问？

静态成员和非静态成员出现同名，处理方式一致

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处理方式
class Base {
public:
    static int m_A;
    static void func() {
        cout << "Base func()" << endl;
    }
    static void func(int a) {
        cout<<"Base func(int a)"<<endl;
    }
};
 
int Base::m_A = 100;
 
class Son:public Base{
public:
    static int m_A;
    static void func() {
        cout<<"Son func()"<<endl;
    }
};
int Son::m_A = 200;
 
// 同名的静态成员属性
void test01() {
    Son s;
    // 1.通过对象访问
    cout<<"通过对象访问: "<<endl;
    cout<<"Son 下的 m_A = "<<s.m_A<<endl;
    cout<<"Base 下的 m_A = "<<s.Base::m_A<<endl;
 
    // 2.通过类名访问
    cout<<"通过类名访问: "<<endl;
    cout<<"Son 下的 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 下的 m_A = "<<Son::Base::m_A<<endl;
}
 
// 同名的静态成员函数
void test02() {
    Son s;
    // 1.通过对象访问
    cout<<"通过对象访问: "<<endl;
    s.func();//Son func()
    s.Base::func();//Base func()
 
    // 2.通过类名访问 
    cout<<"通过类名访问: "<<endl;
    Son::func();//Son func()
    Son::Base::func();//Base 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(1);//Base func(int a)
}
 
 
int main() {
    test02();
    return 0;
}

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

4.6.7 多继承语法

C++允许一个类继承多个类

语法：class 子类:继承方式1 父类1,继承方式2 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1 父类1,继承方式2 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<<"size of Son: "<<sizeof(s)<<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;//100
    cout<<"Base2::m_A = "<<s.Base2::m_A<<endl;//200
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

总结:多继承中如果父类中出现了同名情况，子类使用时候要加作用域

4.6.8 菱形继承

菱形继承概念：

两个派生类继承同一个基类
又有某个类同时继承这两个派生类
这种继承称为菱形继承，或者钻石继承

典型的菱形继承案例：

菱形继承问题：

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，其实我们应清楚，这份数据只需要一份即可


#include <iostream>
using namespace std;
 
// 动物类
class Animal{
public:
    int m_Age;
};
 
// 羊类
class Sheep:public Animal{};
 
// 驼类
class Tuo: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;//18
    cout<<"st.Tuo::m_Age = "<<st.Tuo::m_Age<<endl;//28
 
    // 这份数据我们知道,只要有一份就可以,菱形继承导致数据有两份,资源浪费
    
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

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


#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 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;//28
    cout<<"st.Tuo::m_Age = "<<st.Tuo::m_Age<<endl;//28
    cout<<"st.m_Age = "<<st.m_Age<<endl;//28
 
    // 这份数据我们知道,只要有一份就可以,菱形继承导致数据有两份,资源浪费
 
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

总结：

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

4.7 多态

4.7.1 多态的基本概念

多态是C++面向对象三大特性之一

多态分为两类

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;
    }
};
 
// 狗类
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.子类要重写父类的虚函数
 
// 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();    
    return 0;
}

总结：

多态满足条件：

有继承关系
子类重写父类的虚函数

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

多态的原理剖析：

当子类重写父类的虚函数，子类中的虚函数表内部会替换成子类的虚函数地址。当父类的指针或者引用指向子类对象时候，发生多态。


Animal& animal = cat;
animal.speak()

4.7.2 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;
 
// 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;// 操作数1
    int m_Num2;// 操作数2
};
 
void test01() {
    // 创建计算器对象
    Calculator cal;
    cal.m_Num1 = 10;// 操作数1为10
    cal.m_Num2 = 10;// 操作数2为10
 
    cout<<cal.getResult("+")<<endl;// 输出20
    cout<<cal.getResult("-")<<endl;// 输出0
    cout<<cal.getResult("*")<<endl;// 输出100
}
 
// 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:
    virtual int getResult() {
        return 0;
    }
    int m_Num1;// 操作数1
    int m_Num2;// 操作数2
};
 
// 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 = 10;// 操作数1为10
    abc->m_Num2 = 100;// 操作数2为100
 
    cout<<abc->m_Num1 <<"+"<<abc->m_Num2<<"="<<abc->getResult()<<endl;// 输出20 
    // 用完后记得销毁
    delete abc;
    abc = nullptr;
 
    // 减法运算
    abc = new SubCalculator;
    abc->m_Num1 = 10;// 操作数1为10
    abc->m_Num2 = 100;// 操作数2为100
    cout<<abc->m_Num1 <<"-"<<abc->m_Num2<<"="<<abc->getResult()<<endl;  
    delete abc;
    abc = nullptr;
 
    // 乘法运算
    abc = new MulCalculator;
    abc->m_Num1 = 10;// 操作数1为10
    abc->m_Num2 = 100;// 操作数2为100
    cout<<abc->m_Num1 <<"*"<<abc->m_Num2<<"="<<abc->getResult()<<endl;
    delete abc;
    abc = nullptr;
}
 
int main() {
    test02();
    return 0;
}

4.7.3 纯虚函数和抽象类

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

纯虚函数语法：virtual 返回值类型函数名(参数列表) = 0;

当类中有了纯虚函数，这个类也称为抽象类

抽象类特点：

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 必须要重写父类中的纯虚函数,否则也属于抽象类
    virtual void func() = 0; // 纯虚函数
};
 
class Son:public Base{
public:
    void func() { cout << "Son::func()" << endl; }// 重写父类的纯虚函数
};
 
void test01() {
    // Base b;// 抽象类无法实例化对象
    // new Base;//抽象类是无法实例化对象
    Son s;// 子类必须重写父类中的纯虚函数,否则无法实例化对象
 
    Base* base = new Son;
    base->func();// Son::func()
    delete base;
    base = NULL;
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

4.7.4 多态案例二-制作饮品

案例描述：制作饮品大致流程：煮水-冲泡-倒入杯中-加入辅料

利用多态技术是实现本案例，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:
    // 制作饮品
    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();
    }
};
 
// 制作咖啡
class Coffee:public AbstractDrinking{
public:
    // 煮水
    void boil() {
        cout<<"煮农夫山泉"<<endl;
    }
    // 冲泡
    void brew() {
        cout<<"冲泡咖啡"<<endl;
    }
    // 倒入杯中
    void pourInCup() {
        cout<<"倒入咖啡杯中"<<endl;
    }
    // 加入辅料
    virtual void putSomething() {
        cout<<"加入牛奶和糖"<<endl;
    }
};
 
// 制作红茶
class RedTee:public AbstractDrinking{
public:
    // 煮水
    void boil() {
        cout<<"煮怡宝"<<endl;
    }
    // 冲泡
    void brew() {
        cout<<"冲泡茶叶"<<endl;
    }
    // 倒入杯中
    void pourInCup() {
        cout<<"倒入茶杯中"<<endl;
    }
    // 加入辅料
    virtual void putSomething() {
        cout<<"加入冰糖和柠檬"<<endl;
    }
};
 
// 制作函数
// AbstractDrinking* drinkings = new Coffee
void doWork(AbstractDrinking *drinking) { 
    drinking->makeDrink();
    delete drinking;// 释放
    drinking = nullptr;
}
 
void test01() {
    // 制作咖啡
    doWork(new Coffee);
    cout<<"================"<<endl;
    // 制作红茶
    doWork(new RedTee);
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

执行结果：


PS D:\Work\c++\bin> ."D:/Work/c++/bin/app.exe"
煮农夫山泉
冲泡咖啡
倒入咖啡杯中
加入牛奶和糖
================
煮怡宝
冲泡茶叶
倒入茶杯中
加入冰糖和柠檬
PS D:\Work\c++\bin>

4.7.5 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>
 
// 虚析构和纯虚析构
class Animal{
public:
    // 纯虚函数
    Animal() { cout<<"Animal 构造函数调用" <<endl; }
    virtual void speak() = 0;
    // 利用虚析构可以解决 父类指针释放子类对象的时不干净的问题
    // 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;
}
 
class Cat:public Animal{
public:
    Cat(string name) {
        cout<<"Cat 构造函数调用" << endl;
        m_Name = new string(name); // 动态分配内存
    }
    void speak(){
        cout << *m_Name <<"小猫在说话" << endl;
    }
    ~Cat(){
        cout << "Cat 析构函数调用" << endl;
        if(m_Name != NULL) {
            delete m_Name;
            m_Name = NULL;
            cout<<"释放m_Name内存"<<endl;
        }   
    }
    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
    delete animal; // 父类指针指向子类对象，调用子类的析构函数
    animal = NULL; // 防止野指针
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

执行结果：


PS D:\Work\c++\bin> ."D:/Work/c++/bin/app.exe"
Animal 构造函数调用
Cat 构造函数调用
Tom小猫在说话
Cat 析构函数调用
释放m_Name内存
Animal 纯虚析构函数调用
PS D:\Work\c++\bin>

总结：

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
如果子类中没有堆区数据，可以不写为虚析构或纯虚析构
拥有纯虚析构函数的类也属于抽象类

4.7.6 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>
#include <string>
using namespace std;
 
// 目的:抽象不同的零件类
 
// 抽象的CPU类
class CPU {
public:
    // 抽象的计算函数
    virtual void calculate() = 0;
};
 
// 抽象的显卡类
class VideoCard {
public:
    // 抽象的显示函数
    virtual void display() = 0;
};
 
// 抽象的内存条类
class Memory {
public:
    // 抽象的存储函数
    virtual void storage() = 0;
};
 
// 具体零件厂商 Intel厂商
class IntelCPU : public CPU {
public:
    void calculate() {
        cout << "IntelCPU 计算中..." << endl;
    }
};
 
class IntelVideoCard : public VideoCard {
public:
    void display() {
        cout << "IntelVideoCard 显示中..." << endl;
    }
};
 
class IntelMemory : public Memory {
public:
    void storage() {
        cout << "IntelMemory 存储中..." << endl;
    }
};
 
// 具体零件厂商 Lenovo厂商
class LenovoCPU : public CPU {
public:
    void calculate() {
        cout<<"LenovoCPU 计算中..." << endl;
    }
};
 
class LenovoVideoCard : public VideoCard {
public:
    void display() {
        cout << "LenovoVideoCard 显示中..." << endl;
    }
};
 
class LenovoMemory : public Memory {
public:
    void storage() {
        cout << "LenovoMemory 存储中..."<<endl;
    }
};
 
// 抽象的电脑类
class Computer {
public:
    // 电脑需要CPU、显卡、内存条
    // 构造函数中，传入三个零件指针
    Computer(CPU* cpu, VideoCard* videoCard, Memory* memory){
        m_cpu = cpu;
        m_videoCard = videoCard;
        m_memory = memory;
    }
    // 提供工作的函数,调用每个零件工作的接口
    void doWork() {
        m_cpu->calculate();
        m_videoCard->display();
        m_memory->storage();
    }
    // 提供析构函数 释放三个电脑零件
    ~Computer() {
        cout << "Computer 析构" << endl;
        if(m_cpu != NULL) { // 释放CPU零件
            delete m_cpu;
            m_cpu = NULL;
            cout<<"释放m_cpu"<<endl;
        }
        if(m_videoCard != NULL) { // 释放显卡零件
            delete m_videoCard;
            m_videoCard = NULL;
            cout<<"释放m_videoCard"<<endl;
        }
        if(m_memory != NULL) { // 释放内存条零件
            delete m_memory;
            m_memory = NULL;
            cout<<"释放m_memory"<<endl;
        }
    }
private:
    CPU* m_cpu;              // CPU的零件指针
    VideoCard* m_videoCard;  // 显卡零件指针
    Memory* m_memory;        // 内存条零件指针
};
 
void test01() {
    // 第一台电脑组装和工作~
    cout<<"第一台电脑组装和工作~~"<<endl;
    CPU* cpu = new LenovoCPU;
    VideoCard* videoCard = new LenovoVideoCard;
    Memory* memory = new LenovoMemory;
 
    // 创建一个Lenovo电脑
    Computer* computer1 = new Computer(cpu, videoCard, memory);
    computer1->doWork();
    delete computer1;
    computer1 = NULL;
    cout<<"===================================="<<endl;
    // 第二台电脑组装和工作~
    cout<<"第二台电脑组装和工作~"<<endl;
    cpu = new IntelCPU;
    videoCard = new IntelVideoCard;
    memory = new IntelMemory;
    // 创建一个Intel电脑
    Computer* computer2 = new Computer(cpu, videoCard, memory); 
    computer2->doWork();
    delete computer2;
    computer2 = NULL;
    cout<<"===================================="<<endl;
    // 第三台电脑组装和工作~
    cout<<"第三台电脑组装和工作~"<<endl;
    cpu = new IntelCPU;
    videoCard = new LenovoVideoCard;
    memory = new IntelMemory;
    // 创建一个Intel电脑
    Computer* computer3 = new Computer(cpu, videoCard, memory); 
    computer3->doWork();
    delete computer3;
    computer3 = NULL;
}
 
int main() {
    test01();
    return 0;
}

执行结果：


PS D:\Work\c++\bin> ."D:/Work/c++/bin/app.exe"
第一台电脑组装和工作~~
LenovoCPU 计算中...
LenovoVideoCard 显示中...
LenovoMemory 存储中...
Computer 析构
释放m_cpu
释放m_videoCard
释放m_memory
====================================
第二台电脑组装和工作~
IntelCPU 计算中...
IntelVideoCard 显示中...
IntelMemory 存储中...
Computer 析构
释放m_cpu
释放m_videoCard
释放m_memory
====================================
第三台电脑组装和工作~
IntelCPU 计算中...
LenovoVideoCard 显示中...
IntelMemory 存储中...
Computer 析构
释放m_cpu
释放m_videoCard
释放m_memory
PS D:\Work\c++\bin>

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C++核心编程：类和对象 笔记

4.类和对象

4.1 封装

4.1.1 封装的意义

4.1.2 struct和class区别

4.1.3 成员属性设置为私有

4.2 对象的初始化和清理

4.2.1 构造函数和析构函数

4.2.2 构造函数的分类及调用

4.2.3 拷贝构造函数调用时机

4.2.4 构造函数调用规则

4.2.5 深拷贝与浅拷贝

4.2.6 初始化列表

4.2.7 类对象作为类成员

4.2.8 静态成员

4.3 C++对象模型和this指针

4.3.1 成员变量和成员函数分开存储

4.3.2 this指针概念

4.3.3 空指针访问成员函数

4.3.4 const修饰成员函数

4.4 友元

4.5 运算符重载

4.5.1 加号运算符重载

4.5.2 左移运算符重载

4.5.3 递增运算符重载

4.5.4 赋值运算符重载

4.5.5 关系运算符重载

4.5.6 函数调用运算符重载

4.6 继承

4.6.3 继承中的对象模型

4.6.4 继承中构造和析构顺序

4.6.5 继承同名成员处理方式

4.6.6 继承同名静态成员处理方式

4.6.7 多继承语法

4.6.8 菱形继承

4.7 多态

4.7.1 多态的基本概念

4.7.2 多态案例一.计算器类

4.7.3 纯虚函数和抽象类

4.7.4 多态案例二-制作饮品

4.7.5 虚析构和纯虚析构

4.7.6 多态案例三-电脑组装

C++核心编程：类和对象笔记