C++学习_类和对象基础
一、类和对象的基本概念
1. 类成员的可访问范围
在类的定义中，用下列访问范围关键字来说明类成员
可被访问的范围： – private: 私有成员，只能在成员函数内访问 – public : 公有成员，可以在任何地方访问 – protected: 保护成员，以后再说 以上三种关键字出现的次数和先后次序都没有限制。
定义一个类
class className {
private: // 说明类成员的可访问范围
私有属性和函数
public:
公有属性和函数
protected:
保护属性和函数
};
如过某个成员前面没有上述关键字，则缺省地被认为是私有成员。
class Man {
int nAge; // 私有成员
char szName[20]; // 私有成员
public:
void SetName(char * szName){
strcpy( Man::szName,szName);
}
};
在类的成员函数内部，能够访问：
– 当前对象的全部属性、函数；
– 同类其它对象的全部属性、函数。
在类的成员函数以外的地方，只能够访问该类对象的公有成员。
class CEmployee {
private:
char szName[30]; // 名字
public :
int salary; // 工资
void setName(char * name);
void getName(char * name);
void averageSalary(CEmployee e1,CEmployee e2);
};
void CEmployee::setName( char * name) {
strcpy( szName, name); //ok
}
void CEmployee::getName( char * name) {
strcpy( name,szName); //ok
}
void CEmployee::averageSalary(CEmployee e1,CEmployee e2){
cout << e1.szName; //ok ，访问同类其他对象私有成员
salary = (e1.salary + e2.salary )/2;
}
int main()
{
CEmployee e;
strcpy(e.szName,"Tom1234567889"); // 编译错，不能访问私有成员
e.setName( "Tom"); // ok
e.salary = 5000; //ok
return 0;
}
用struct定义类
和用"class"的唯一区别，就是未说明是公有还是私有的成员，就是公有
struct CEmployee {
char szName[30]; // 公有!!
public :
int salary; // 工资
void setName(char * name);
void getName(char * name);
void averageSalary(CEmployee e1,CEmployee e2);
};
2. 设置私有成员的机制，叫“隐藏”
“隐藏”的目的
强制对成员变量的访问一定要通过成员函数进行，那么以后成员变量的类型等属性修改后，只需要更改成员函数即可。
否则，所有直接访问成员变量的语句都需要修改。
“隐藏”的作用
如果将上面的程序移植到内存空间紧张的手持设备上，希望将szName 改为 char szName[5]，若szName不是私有，
那么就要找出所有类似 strcpy(e.szName,"Tom1234567889");这样的语句进行修改，以防止数组越界。这样做很麻烦。
如果将szName变为私有，那么程序中就不可能出现（除非在类的内部）strcpy(e.szName,"Tom1234567889");
这样的语句，所有对 szName的访问都是通过成员函数来进行，比如：e.setName( “Tom12345678909887”);
那么，就算szName改短了，上面的语句也不需要找出来修改，只要改 setName成员函数，在里面确保不越界就可以了。
3. 成员函数的重载及参数缺省
成员函数也可以重载
成员函数可以带缺省参数。
#include <iostream>
using namespace std;
class Location {
private :
int x, y;
public:
void init( int x=0 , int y = 0 );
void valueX( int val ) { x = val ;}
int valueX() { return x; }
};
void Location::init( int X, int Y)
{
x = X;
y = Y;
}
int main()
{
Location A,B;
A.init(5);
A.valueX(5);
cout << A.valueX(); // 输出：5
return 0;
}
使用缺省参数要注意避免有函数重载时的二义性
class Location {
private :
int x, y;
public:
void init( int x =0, int y = 0 );
void valueX( int val = 0) { x = val; }
int valueX() { return x; }
};
Location A;
A.valueX(); // 错误，编译器无法判断调用哪个valueX
二、构造函数
1. 基本概念
成员函数的一种
1).名字与类名相同，可以有参数，不能有返回值(void也不行)
2).作用是对对象进行初始化，如给成员变量赋初值
3).如果定义类时没写构造函数，则编译器生成一个默认的无参数的构造函数
4).默认构造函数无参数，不做任何操作
5).如果定义了构造函数，则编译器不生成默认的无参数的构造函数
6).对象生成时构造函数自动被调用。对象一旦生成，就再也不能在其上执行构造函数
7).一个类可以有多个构造函数
为什么需要构造函数：
1) 构造函数执行必要的初始化工作，有了构造函数，就不必专门再写初始化函数，也不用担心忘记调用初始化函数。
2) 有时对象没被初始化就使用，会导致程序出错。
A.默认无参数构造函数
class Complex {
private :
double real, imag;
public:
void Set( double r, double i);
}; //编译器自动生成默认构造函数
Complex c1; //默认构造函数被调用
Complex * pc = new Complex; //默认构造函数被调用
B.有参数的构造函数
class Complex {
private :
double real, imag;
public:
Complex( double r, double i = 0);
};
Complex::Complex( double r, double i) {
real = r; imag = i;
}
Complex c1; // error, 缺少构造函数的参数
Complex * pc = new Complex; // error, 没有参数
Complex c1(2); // OK
Complex c1(2,4), c2(3,5);
Complex * pc = new Complex(3,4);
C.可以有多个构造函数，参数个数或类型不同
class Complex {
private :
double real, imag;
public:
void Set( double r, double i );
Complex(double r, double i );
Complex(double r );
Complex(Complex c1, Complex c2);
};
Complex::Complex(double r, double i)
{
real = r; imag = i;
}
Complex::Complex(double r)
{
real = r; imag = 0;
}
Complex::Complex (Complex c1, Complex c2);
{
real = c1.real+c2.real;
imag = c1.imag+c2.imag;
}
Complex c1(3) , c2 (1,0), c3(c1,c2);
// c1 = {3, 0}, c2 = {1, 0}, c3 = {4, 0};
D.构造函数最好是public的，private构造函数不能直接用来初始化对象
class CSample{
private:
CSample() { }
};
int main(){
CSample Obj; //err. 唯一构造函数是private
return 0;
}
课堂例题：
有类A如下定义：
class A {
int v;
public:
A ( int n) { v = n; }
};
下面哪条语句是编译不会出错的？
A) A a1(3);
B) A a2;
C) A * p = new A();
D) A * a(3)
2. 构造函数在数组中的使用
class CSample {
int x;
public:
CSample() {
cout << "Constructor 1 Called" << endl;
}
CSample(int n) {
x = n;
cout << "Constructor 2 Called" << endl;
}
};
int main(){
CSample array1[2];
cout << "step1"<<endl;
CSample array2[2] = {4,5};
cout << "step2"<<endl;
CSample array3[2] = {3};
cout << "step3"<<endl;
CSample * array4 = new CSample[2];
delete []array4;
return 0;
}
输出：
Constructor 1 Called Constructor 1 Called step1 Constructor 2 Called Constructor 2 Called step2 Constructor 2 Called Constructor 1 Called step3 Constructor 1 Called Constructor 1 Called
代码示例：
class Test {
public:
Test( int n) { } //(1)
Test( int n, int m) { } //(2)
Test() { } //(3)
};
Test array1[3] = { 1, Test(1,2) };
// 三个元素分别用(1),(2),(3)初始化
Test array2[3] = { Test(2,3), Test(1,2) , 1};
// 三个元素分别用(2),(2),(1)初始化
Test * pArray[3] = { new Test(4), new Test(1,2) };
//两个元素分别用(1),(2) 初始化
课堂例题：
假设 A 是一个类的名字，下面的语句生成
了几个类A的对象？
A * arr[4] = { new A(), NULL,new A() };
A) 1
B) 4
C) 2
三、复制构造函数
1. 基本概念
1.1). 只有一个参数,即对同类对象的引用。
形如 X::X( X& )或X::X(const X &), 二者选一，后者能以常量对象作为参数
1.2). 如果没有定义复制构造函数，那么编译器生成默认复制构造函数。默认的复制 构造函数完成复制功能。
class Complex {
private :
double real,imag;
};
Complex c1; //调用缺省无参构造函数
Complex c2(c1);//调用缺省的复制构造函数,将 c2 初始化成和c1一样
1.3). 如果定义的自己的复制构造函数，则默认的复制构造函数不存在。
class Complex {
public :
double real,imag;
Complex(){ }
Complex( const Complex & c ) {
real = c.real;
imag = c.imag;
cout << “Copy Constructor called”;
}
};
Complex c1;
Complex c2(c1);//调用自己定义的复制构造函数，输出 Copy Constructor called
1.4). 不允许有形如 X::X( X )的构造函数。
class CSample {
CSample( CSample c ) {
} //错，不允许这样的构造函数
};
2. 复制构造函数起作用的三种情况
1)当用一个对象去初始化同类的另一个对象时。
Complex c2(c1); Complex c2 = c1; //初始化语句，非赋值语句
2)如果某函数有一个参数是类 A 的对象，那么该函数被调用时，类A的复制构造函数将被调用。
class A
{
public:
A() { };
A( A & a) {
cout << "Copy constructor called" <<endl;
}
};
void Func(A a1){ }
int main(){
A a2;
Func(a2);
return 0;
}
// 程序输出结果为: Copy constructor called
3) 如果函数的返回值是类A的对象时，则函数返回时，A的复制构造函数被调用:
class A
{
public:
int v;
A(int n) { v = n; };
A( const A & a) {
v = a.v;
cout << "Copy constructor called" <<endl;
}
};
A Func() {
A b(4);
return b;
}
int main() {
cout << Func().v << endl; return 0;
}
输出结果：
Copy constructor called
4
注意：对象间赋值并不导致复制构造函数被调用
class CMyclass {
public:
int n;
CMyclass() {};
CMyclass( CMyclass & c) { n = 2 * c.n ; }
};
int main() {
CMyclass c1,c2;
c1.n = 5; c2 = c1; CMyclass c3(c1);
cout <<"c2.n=" << c2.n << ",";
cout <<"c3.n=" << c3.n << endl;
return 0;
}
输出： c2.n=5,c3.n=10
3. 常量引用参数的使用
void fun(CMyclass obj_ ) {
cout << "fun" << endl;
}
这样的函数，调用时生成形参会引发复制构造函数调用，开销比较大。
所以可以考虑使用 CMyclass & 引用类型作为参数。如果希望确保实参的值在函数中不应被改变，那么可以加上const 关键字：
void fun(const CMyclass & obj) {
//变 函数中任何试图改变 obj 值的语句都将是变成非法
}
课堂习题：
假设A 是一个类的名字，下面哪段程序不会用到A的复制构造函数？
A) A a1,a2; a1 = a2;
B) void func( A a) { cout << "good" << endl; }
C) A func( ) { A tmp; return tmp; }
D) A a1; A a2(a1);
四、类型转换构造函数和析构函数
1.类型转换构造函数
1.1 什么是类型转换构造函数
1. 定义转换构造函数的目的是实现类型的自动转换。
2. 只有一个参数，而且不是复制构造函数的构造函数，一般就可以看作是转换构造函数。
3. 当需要的时候，编译系统会自动调用转换构造函数，建立一个无名的临时对象(或临时变量)。
1.2 类型转换构造函数实例
class Complex {
public:
double real, imag;
Complex( int i) {// 类型转换构造函数
cout << "IntConstructor called" << endl;
real = i; imag = 0;
}
Complex(double r,double i) {real = r; imag = i; }
};
int main ()
{
Complex c1(7,8);
Complex c2 = 12;
c1 = 9; // 9 被自动转换成一个临时Complex 对象
cout << c1.real << "," << c1.imag << endl;
return 0;
}
显式类型转换构造函数
class Complex {
public:
double real, imag;
explicit Complex( int i) {//显式类型转换构造函数
cout << "IntConstructor called" << endl;
real = i; imag = 0;
}
Complex(double r,double i) {real = r; imag = i; }
};
int main () {
Complex c1(7,8);
Complex c2 = Complex(12);
c1 = 9; // error, 9不能被自动转换成一个临时Complex对象
c1 = Complex(9) //ok
cout << c1.real << "," << c1.imag << endl;
return 0;
}
课堂习题
类A定义如下：
class A {
int v;
public:
A(int i) { v = i; }
A() { }
};
下面段程序不会引发类型转换构造函数被调用？
A) A a1(4)
B) A a2 = 4;
C) A a3; a3 = 9;
D) A a1,a2; a1 = a2;
2.析构函数
2.1 什么是析构函数
1. 名字与类名相同，在前面加‘~’， 没有参数和返回值，一个类最多只能有一个析构函数。
2. 析构函数对象消亡时即自动被调用。可以定义析构函数来在对象消亡前做善后工作，比如释放分配的空间等。
3. 如果定义类时没写析构函数，则编译器生成缺省析构函数。缺省析构函数什么也不做。
4. 如果定义了析构函数，则编译器不生成缺省析构函数。
2.2 析构函数实例
class String{
private :
char * p;
public:
String () {
p = new char[10];
}
~ String () ;
};
String ::~ String()
{
delete [] p;
}
2.3 析构函数和数组
class Ctest {
public:
~Ctest() { cout<< "destructor called" << endl; }
};
int main () {
Ctest array[2];
cout << "End Main" << endl;
return 0;
}
对象数组生命期结束时，对象数组的每个元素的析构函数都会被调用。
输出：
End Main
destructor called
destructor called
2.4 析构函数和运算符 delete
// delete 运算导致析构函数调用。 Ctest * pTest; pTest = new Ctest; // 构造函数调用 delete pTest; // 析构函数调用 --------------------------------------------------------- pTest = new Ctest[3]; // 构造函数调用3次 次 delete [] pTest; // 析构函数调用3次 次 若new一个对象数组，那么用delete释放时应该写 []。否则只delete一个对象(调用一次析构函数)
2.5 析构函数在对象作为函数返回值返回后被调用
class CMyclass {
public:
~CMyclass() { cout << "destructor" << endl; }
};
CMyclass obj;
CMyclass fun(CMyclass sobj ) { // 参数对象消亡也会导致析
// 构函数被调用
return sobj; // 函数调用返回时生成临时对象返回
}
int main(){
obj = fun(obj); // 函数调用的返回值（临时对象）被
return 0; // 用过后，该临时对象析构函数被调用
}
输出：
destructor
destructor
destructor
五、构造函数和析构函数调用时机
1. 构造函数和析构函数什么时候被调用？
class Demo {
int id;
public:
Demo(int i) {
id = i;
cout << "id=" << id << " constructed" << endl;
}
~Demo() {
cout << "id=" << id << " destructed" << endl;
}
};
Demo d1(1);
void Func()
{
static Demo d2(2);
Demo d3(3);
cout << "func" << endl;
}
int main () {
Demo d4(4);
d4 = 6; // 临时对象
d4 = 7;
cout << "main" << endl;
{Demo d5(5);} //局部对象，不加{}则在 main ends后释放
Func();
cout << "main ends" << endl;
return 0;
}
输出结果
id=1 constructed
id=4 constructed
id=6 constructed
id=6 destructed
id=7 constructed
id=7 destructed
main
id=5 constructed
id=5 destructed
id=2 constructed
id=3 constructed
func
id=3 destructed
main ends
id=7 destructed // Demo d4(4); 调用析构函数
id=2 destructed
id=1 destructed
课堂习题
假设A是一个类的名字，下面的程序片段会调用类A的析构函数几次？
int main() {
A * p = new A[2];
A * p2 = new A; // new 出来的对象只有delete才会消亡
A a;
delete [] p;
}
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
2. 复制构造函数和析构函数
#include <iostream>
using namespace std;
class CMyclass {
public:
CMyclass() {};
CMyclass( CMyclass & c)
{
cout << "copy constructor" << endl;
}
~CMyclass() { cout << "destructor" << endl; }
};
void fun(CMyclass obj_ )
{
cout << "fun" << endl;
}
CMyclass c;
CMyclass Test( )
{
cout << "test" << endl;
return c;
}
int main(){
CMyclass c1;
fun(c1);
Test();
return 0;
}
输出结果
copy constructor
fun
destructor //参数消亡
test
copy constructor
destructor // 返回值临时对象消亡
destructor // 局部变量消亡
destructor // 全局变量消亡
3. 复制构造函数在不同编译器中的表现
class A {
public:
int x;
A(int x_):x(x_)
{ cout << x << " constructor called" << endl; }
A(const A & a ) { // 本例中dev 需要此const 其他编译器不要
x = 2 + a.x;
cout << "copy called" << endl;
}
~A() { cout << x << " destructor called" << endl; }
};
A f( ){ A b(10); return b; }
int main( ){
A a(1);
a = f(); // 复制构造函数初始化
return 0;
}
Visual Studio输出
结果：
1 constructor called
10 constructor called
10 destructor called
copy called
12 destructor called
12 destructor called
dev C++输出结果：
1 constructor called
10 constructor called
10 destructor called
10 destructor called
说明dev出于优化目的并未生成返回值临时对象。VS无此问题
RRR
