C++整理笔记05（代码源件可私信）

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。
【注】具有相同性质的对象，我们可以抽象称为类。人属于人类，车属于车类。
（1）封装
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：
a.将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物；
b.将属性和行为加以权限控制。
【注】空类的大小是1，即占1个字节。
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 }；


【注】实例化：通过一个类，创建一个对象的过程。
【注】类中的属性和行为 我们统一称为 成员；属性还可以称为成员属性或成员变量；行为还可以称为成员函数或成员方法。
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：
a. public //公共权限（类内可以访问，类外可以访问）
b. protected //保护权限（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)
c. private //私有权限（类内可以访问，类外不可以访问）(儿子不可以访问父亲中的保护内容)

【注】类中的函数权限也是同样的道理：（函数体在类内均可以访问属性，类外则要根据权限访问）


②struct和class的区别
在C++中struct和class唯一的区别就在于：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。




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，我们可以检测数据的有效性

【注】在类中可以让另一个类 作为本来中的成员。
【注】一般编程过程中，类较多，会把类单独拿出来放在另一个文件中。
（2）对象的初始化和清理
（出厂设置）C++的每个面向对象，也都会有初始设置以及对象销毁前的清理数据的设置。
①构造函数和析构函数
对象的初始化（构造函数）和清理（析构函数）也是两个非常重要的安全问题：
a.一个对象或者变量没有初始状态，对其使用后果是未知；
b.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我们要做的事情，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（）{ }
a.构造函数，没有返回值也不写void
b.函数名称与类名相同
c.构造函数可以有参数，因此可以发生重载
d.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
析构函数语法：~类名（）{ }
a.析构函数，没有返回值也不写void
b.函数名称与类名相同，在名称前加上符号~
c.构造函数不可以有参数，因此不可以发生重载
d.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
【注】“对象销毁前”指的是该行代码被释放后将要被销毁之前。
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（默认构造（默认情况下编译器会提供一个无参构造））
按类型分为：普通构造和拷贝构造



【注】拷贝构造函数中的数据类型要相同。

三种调用方式：
括号法
显示法
隐式转换法
a.对于括号法：

【注】调用默认构造函数时，不要加（）

因为上面这行代码，编译器会认为是一个函数的声明，不会认为在创建对象。
b.对于显示法：

【注】
【注】不要利用拷贝函数来初始化匿名对象。


c.对于隐式转换法：

【总结】建议常用括号法。
③拷贝构造函数调用时机
C++中拷贝构造函数的调用时机通常有三种情况：
a.使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
b.值传递的方式给函数参数传值（值传递会拷贝一个临时的副本出来）
c.以值方式返回局部对象

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：
a.默认构造函数（无参，函数体为空）
b.默认析构函数（无参，函数体为空）
c.默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝

【注】没有写拷贝构造函数时，编译器不会写28行的代码，但是会写27行的代码：


构造函数调用规则如下：
a.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；
b.如果用户定义拷贝构造函数，C++不会再提供其它构造函数。
【总结】提供有参，编译器不提供默认但提供拷贝；提供拷贝，编译器什么都不提供。
⑤深拷贝与浅拷贝
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。
【注】如果利用编译器提供的拷贝构造函数，会做浅拷贝操作。浅拷贝带来的问题就是：堆区的内存重复释放，导致非法操作。

浅拷贝的问题要利用深拷贝进行解决。

【注】析构代码的用处：

【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。
⑥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）…{ }

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。

【注】当其他类的对象作为本类中的成员时，构造的时候先构造其他类中的对象，再构造自身。而析构函数的顺序与构造相反。
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：
a.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。

b.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。

【注】Person::func(); //Person作用域下面的func函数

【注】静态成员函数也是有访问权限的，类外访问不到私有静态成员函数。

【注】静态成员变量有两种访问方式：通过对象访问和通过类名访问。

（3）C++对象模型和this指针
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。
【注】空对象占用内存空间为：1 ； 每个空对象也应该有一个独一无二的内存地址。
【注】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。
②this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，这一块代码是如何区分哪个对象调用自己呢·？
C++通过提供特殊的对象指针 this指针 来解决上述问题。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：
a.当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分；

b.在类的非静态成员函数中返回对象本身，可使用 return * this

【注】返回的应当是Person& ； 即返回的应当是引用。
【注】如果返回的不是引用，而是一个值（值传递），那么一定会创建一个新的对象（会调用拷贝构造函数）。

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，需要加以判断以保证代码的健壮性。

④const修饰成员函数
常函数：
a.成员函数后加const后，我们称这个函数为常函数
b.常函数内不可以修改成员属性
c.成员属性声明时加关键字mutable后，在常函数中依然可以修改

【注】this的本质是一个指针常量（指向是不可以修改的，指向的值可以修改）
【注】加了const之后，成员函数变为常函数，如下图解释所说，指针指向的值也不能改。

【注】如果想在常函数中修改成员属性，则要在声明时在前面加上mutable

常对象：
a.声明对象前加const则称该对象为常对象
b.常对象只能调用常函数

【注】对于m_B来说，其声明时前面加了mutable，所以可以修改它的值：

【注】常对象只能调用常函数，不可以调用其他普通成员函数（假设能调用，相当于侧面可以修改m_A的值（普通成员函数可以修改属性），而这是不允许的）：


（4）友元
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，访问另一个类中的私有成员。
友元的关键字为 friend
友元的三种实现：
a.全局函数做友元
b.类做友元
c.成员函数做友元
①全局函数做友元
如下图所示，此时全局函数并不能访问类中的私有成员：

但是在全局函数之前加上friend之后再放入类中，此时全局函数便可以访问私有成员：

②类做友元
假设A类要访问B类中的私有成员，那么在A类前面加上friend之后再放入B类中，如下图所示：

【注】如果要在类外写构造函数，要在函数名称前面加上作用域（：：）。构造函数的声明依然写在类里。

③成员函数做友元
想让哪一个成员函数做友元，即可以访问类中的私有成员，就把在成员函数之前加上friend之后放入类中：