【C++】类和对象1

生活中充满了对象之间反复出现的模式、关系和层次结构。通过探索和理解这些，我们可以深入了解现实生活中物体的行为方式，从而增强我们对这些物体的理解。

例如，假设有一天您走在街上，看到一个亮黄色的物体附着在一个绿色的灌木物体上。你可能会认出亮黄色的东西是花，而绿色的灌木是植物。即使你以前从未见过这种特殊类型的植物，你也会知道绿色的东西是树叶，收集阳光。你会知道花有助于植物自我繁殖。你也会知道，如果你杀死了植物，花也会死去。

在现实生活中，两个对象可能有许多不同类型的关系，我们使用特定的 “relation type” 词来描述这些关系。例如：方形 “is-a” 形状。汽车“has-a”方向盘。计算机程序员 “uses-a” 键盘。一朵花 “依赖 ”蜜蜂授粉。学生是班级的 “成员”。而你的大脑是作为你的 “一部分” 存在的。

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。

封装的意义一：

在设计类的时候，属性和行为写在一起，表现事物。例如，设计一个圆类，

//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 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Circle c1;c1.m_r = 10; //给圆对象的半径 进行赋值操作//2 * pi * 10 = = 62.8cout << "圆的周长为： " << c1.calculateZC() << endl;return 0;
}

封装意义二：

类在设计时，可以把属性和行为放在不同的权限下进行控制。例如，

//三种权限
//公共权限  public     类内可以访问  类外可以访问
//保护权限  protected  类内可以访问  类外不可以访问
//私有权限  private    类内可以访问  类外不可以访问
class Person
{//姓名  公共权限
public:string m_Name;//汽车  保护权限
protected:string m_Car;//银行卡密码  私有权限
private:int m_Password;
public:void func(){m_Name = "张三";m_Car = "拖拉机";m_Password = 123456;}
};

2.构造函数和析构函数

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。

对象的初始化和清理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。

class Person
{
public://构造函数Person(){cout << "Person的构造函数调用" << endl;}//析构函数~Person(){cout << "Person的析构函数调用" << endl;}};

构造函数的分类和调用

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

//1、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 << "无参构造函数!" << endl;}//有参构造函数Person(int a) {age = a;cout << "有参构造函数!" << endl;}//拷贝构造函数Person(const Person& p) {age = p.age;cout << "拷贝构造函数!" << endl;}//析构函数~Person() {cout << "析构函数!" << endl;}
public:int age;
};
//2、构造函数的调用
//调用无参构造函数
void test01() {Person p; //调用无参构造函数
}
//调用有参的构造函数
void test02() {//2.1  括号法，常用Person p1(10);//注意1：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//Person p2();//2.2 显式法Person p2 = Person(10); Person p3 = Person(p2);//Person(10)单独写就是匿名对象  当前行结束之后，马上析构//2.3 隐式转换法Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10); Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4); //注意2：不能利用 拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器认为是对象声明//Person p5(p4);
}

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

构造函数调用规则

默认情况下，c++编译器至少给一个类添加3个函数

1．默认构造函数(无参，函数体为空)

2．默认析构函数(无参，函数体为空)

3．默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝

构造函数调用规则如下：

如果用户定义有参构造函数，c++不在提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造

如果用户定义拷贝构造函数，c++不会再提供其他构造函数

深拷贝和浅拷贝

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。

class Person {
public://无参（默认）构造函数Person() {cout << "无参构造函数!" << endl;}//有参构造函数Person(int age ,int height) {cout << "有参构造函数!" << endl;m_age = age;m_height = new int(height);}//拷贝构造函数  Person(const Person& p) {cout << "拷贝构造函数!" << 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 = new int(*p.m_height);}//析构函数~Person() {cout << "析构函数!" << endl;if (m_height != NULL){delete m_height;}}
public:int m_age;int* m_height;
};

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。

初始化列表

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）... {}

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 << "mA:" << m_A << endl;cout << "mB:" << m_B << endl;cout << "mC:" << m_C << endl;}
private:int m_A;int m_B;int m_C;
};

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类种有对象A作为成员，A是对象成员，那么当创建B对象时，A与B的构造和析构函数的顺序是谁先谁后呢？？？？

class Phone
{
public:Phone(string name){m_PhoneName = name;cout << "Phone构造" << endl;}~Phone(){cout << "Phone析构" << endl;}string m_PhoneName;
};
class Person
{
public://初始化列表可以告诉编译器调用哪一个构造函数Person(string name, string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName){cout << "Person构造" << endl;}~Person(){cout << "Person析构" << endl;}void playGame(){cout << m_Name << " 使用" << m_Phone.m_PhoneName << " 牌手机! " << endl;}string m_Name;Phone m_Phone;
};
void test01()
{Person p("张三" , "苹果X");p.playGame();
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}

当类中成员是其他类对象时，我们称该成员为对象成员。

构造的顺序是：先调用对象成员的构造，再调用本类构造
析构顺序与构造相反

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

C++对象模型和this指针

C++中成员变量和成员函数是分开存储的，每一个非静态成员函数只会诞生一份函数实例，也就是说多个同类型的对象会共用一块代码，那么问题是：这一块代码是如何区分那个对象调用自己的呢？

c++通过提供特殊的对象指针，this指针，解决上述问题。this指针指向被调用的成员函数所属的对象。

this指针是隐含每一个非静态成员函数内的一种指针。

this指针不需要定义，直接使用即可。

his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。

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。例，

//空指针访问成员函数
class Person {
public:void ShowClassName() {cout << "我是Person类!" << endl;}void ShowPerson() {if (this == NULL) {return;}cout << mAge << endl;}public:int mAge;
};void test01()
{Person * p = NULL;p->ShowClassName(); //空指针，可以调用成员函数p->ShowPerson();  //但是如果成员函数中用到了this指针，就不可以了
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

const修饰成员函数

常函数：

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

常对象：

声明对象前加const称该对象为常对象
常对象只能调用常函数

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

class Building
{//告诉编译器 goodGay全局函数 是 Building类的好朋友，可以访问类中的私有内容friend void goodGay(Building * building);public:Building(){this->m_SittingRoom = "客厅";this->m_BedRoom = "卧室";}public:string m_SittingRoom; //客厅private:string m_BedRoom; //卧室
};void goodGay(Building * building)
{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()
{Building b;goodGay(&b);
}int main(){test01();system("pause");return 0;
}

如果A类是B类的友元，那么A类可以访问到B类种的私有内容。

class Building;
class goodGay
{
public:goodGay();void visit();private:Building *building;
};class Building
{//告诉编译器 goodGay类是Building类的好朋友，可以访问到Building类中私有内容friend class goodGay;public:Building();public:string m_SittingRoom; //客厅
private:string m_BedRoom;//卧室
};