C++提高笔记

本文主要是介绍C++提高笔记，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

静态成员

类型前加static

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

私有权限同样无法访问

C++对象模型和this指针

成员变量和成员函数分开存储
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

非静态成员变量占对象空间
静态成员变量不占对象空间
成员函数（静态/非静态）也不占对象空间

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那个对象调用自己的呢？

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

this指针是隐含每一个非静态成员函数内的一种指针

this指针不需要定义，直接使用即可

this指针的用途：

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

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

if (this == NULL) {
	return;

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
this指针指向的对象数据可以修改

void ShowPerson() const {
	//const Type* const pointer;
	//this = NULL; //不能修改指针的指向 Person* const this;
	//this->mA = 100; //但是this指针指向的对象的数据是可以修改的

	//const修饰成员函数，表示指针指向的内存空间的数据不能修改，除了mutable修饰的变量
	this->m_B = 100;
}

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

public:
	int m_A;
	mutable int m_B; //可修改 可变的

友元

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
在前面进行申明即可，函数/类

friend class goodGay;
friend void goodGay(Building * building);

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

运算符重载

加号运算符重载

Person operator+(const Person& p) {
	Person temp;
	temp.m_A = this->m_A + p.m_A;
	temp.m_B = this->m_B + p.m_B;
	return temp;
}

Person p3 = p2 + p1;  //相当于 p2.operaor+(p1)

//函数重载
Person operator+(const Person& p2, int val)  
{
	Person temp;
	temp.m_A = p2.m_A + val;
	temp.m_B = p2.m_B + val;
	return temp;
}

Person p4 = p3 + 10; //相当于 operator+(p3,10)

对于内置的数据类型的表达式的的运算符是不可能改变的
不要滥用运算符重载
左移运算符重载
重载左移运算符配合友元可以实现输出自定义数据类型

ostream& operator<<(ostream& out, Person& p) {
	out << "a:" << p.m_A << " b:" << p.m_B;
	return out;
}
Person p1(10, 20);
cout << p1 << "hello world" << endl; //链式编程

递增运算符重载

通过重载递增运算符，实现自己的整型数据

//前置++
MyInteger& operator++() {
	//先++
	m_Num++;
	//再返回
	return *this;
}

//后置++
	MyInteger operator++(int) {
		//先返回
		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++；
		m_Num++;
		return temp;
	}

前置递增返回引用，后置递增返回值

赋值运算符重载

c++编译器至少给一个类添加4个函数

默认构造函数(无参，函数体为空)
默认析构函数(无参，函数体为空)
默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝
赋值运算符 operator=, 对属性进行值拷贝

如果类中有属性指向堆区，做赋值操作时也会出现深浅拷贝问题

Person& operator=(Person &p)
	{
		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;
	}

关系运算符重载

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

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

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

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

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

//匿名对象调用  
	cout << "MyAdd()(100,100) = " << MyAdd()(100, 100) << endl;

也可以采用匿名函数调用，不进行初始化

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

继承的基本语法

//公共页面
class BasePage
{
public:
	void header()
	{
		cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;
	}
};
//Java页面
class Java : public BasePage
{
public:
	void content()
	{
		cout << "JAVA学科视频" << endl;
	}
};

继承的优点

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。
从基类继承过过来的表现其共性，而新增的成员体现了其个性。

继承方式

当public继承的时候，父类中public类型的成员会被继承到子类的public中去，而父类的protected成员也会被继承到子类的protected中去

当protected继承的时候，父类中无论是public的还是protected的成员都会被继承到子类的protected中去

当private继承的时候，父类中 public 和 protected 的成员都会被继承到子类的private中去

class Son3:private Base3
{
public:
	void func()
	{
		m_A; //可访问 private权限
		m_B; //可访问 private权限
		//m_C; //不可访问
	}
};
class GrandSon3 :public Son3
{
public:
	void func()
	{
		//Son3是私有继承，所以继承Son3的属性在GrandSon3中都无法访问到
		//m_A;
		//m_B;
		//m_C;
	}
};

继承中的对象模型

从父类继承过来的成员，哪些属于子类对象中
私有成员只是被隐藏了，但是还是会继承下去
父类中私有成员也是被子类继承下去了，只是由编译器给隐藏后访问不到

继承中构造和析构顺序

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

继承同名成员处理方式

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
当子类与父类拥有同名的成员函数，子类会隐藏父类中所有版本的同名成员函数
如果想访问父类中被隐藏的同名成员函数，需要加父类的作用域

s.func();//子类
s.Base::func();//父类

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

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，因此C++实际开发中不建议用多继承。

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

菱形继承

​ 两个派生类继承同一个基类

​ 又有某个类同时继承者两个派生类

​ 这种继承被称为菱形继承，或者钻石继承

草泥马继承了动物的数据继承了两份（羊、骆驼），其实我们应该清楚，这份数据我们只需要一份就可以。

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

可以通过虚继承解决菱形继承的问题

class Animal
{
public:
	int m_Age;
};

//继承前加virtual关键字后，变为虚继承
//此时公共的父类Animal称为虚基类
class Sheep : virtual public Animal {};
class Tuo   : virtual public Animal {};
class SheepTuo : public Sheep, public Tuo {};

多态

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

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;
	}
};

我们希望传入什么对象，那么就调用什么对象的函数

如果函数地址在编译阶段就能确定，那么静态联编

如果函数地址在运行阶段才能确定，就是动态联编

void DoSpeak(Animal & animal)
{
	animal.speak();
}

多态满足条件：

1、有继承关系
2、子类重写父类中的虚函数

重写：

函数返回值类型 函数名 参数列表 完全一致称为重写

多态使用：

父类指针或引用指向子类对象

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

//多态实现
//抽象计算器类
//多态优点：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
class AbstractCalculator
{
public :

	virtual int getResult()
	{
		return 0;
	}

	int m_Num1;
	int m_Num2;
};

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

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

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


void test02()
{
	//创建加法计算器
	AbstractCalculator *abc = new AddCalculator;
	abc->m_Num1 = 10;
	abc->m_Num2 = 10;
	cout << abc->m_Num1 << " + " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
	delete abc;  //用完了记得销毁

	//创建减法计算器
	abc = new SubCalculator;
	abc->m_Num1 = 10;
	abc->m_Num2 = 10;
	cout << abc->m_Num1 << " - " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
	delete abc;  

	//创建乘法计算器
	abc = new MulCalculator;
	abc->m_Num1 = 10;
	abc->m_Num2 = 10;
	cout << abc->m_Num1 << " * " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
	delete abc;
}

int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;

C++开发提倡利用多态设计程序架构
因为多态优点很多

纯虚函数和抽象类
在多态中，通常父类中虚函数的实现是毫无意义的

主要都是调用子类重写的内容

因此可以将虚函数改为纯虚函数

纯虚函数语法：

virtual 返回值类型 函数名 （参数列表）= 0

当类中只要有一个纯虚函数，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

base = new Base; // 错误，抽象类无法实例化对象
base = new Son;

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(){}//全局定义

一般采用指针存放该类对象

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

	通过父类指针去释放，会导致子类对象可能清理不干净，造成内存泄漏
	怎么解决？给基类增加一个虚析构函数
	虚析构函数就是用来解决通过父类指针释放子类对象
	delete animal;
}

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

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