c++0.1-----基于对象知识大综合(非指针篇)

　　本文包含知识点有：预编译，访问权限，常成员函数，内联函数，构造函数，运算符重载函数，友元。

以代码为示范：

  文件名：ccompex.h  

  文件内容：定义一个简单的复数类。

#ifndef __CCOMPLEX__
#define __CCOMPLEX__
#include <iostream>
#include <ostream>
using namespace std;
class complex{
friend complex& __doapl(complex& com1,const complex& com2);
public:
    inline const double& real() const {return re;}
    inline const double& image() const {return im;}
    inline complex(double r=0.0,double i=0.0):re(r),im(i){}
private:
    double re;
    double im;
};

inline complex & __doapl(complex &com1,const complex& com2)
{
    com1.re+=com2.re;
    com1.im+=com2.im;
    return com1;
}

inline complex & operator+=(complex &com1,const complex& com2)
{
    return __doapl(com1,com2);
}

inline complex operator+(const complex& com1,const complex& com2)
{
    return complex(com1.real()+com2.real(),com1.image()+com2.image());
}
inline complex operator+(const complex& com1,const double& dou)
{
    return complex(dou+com1.real(),com1.image());
}
inline complex operator+(const double& dou,const complex& com1)
{
    return complex(dou+com1.real(),com1.image());
}

 ostream& operator<<(ostream &os,const complex& x)
{
    os<<'('<<x.real()<<','<<x.image()<<')'<<endl;
}

#endif // __CCOMPLEX__

 

 

这47行代码包含了几个c++精髓，下面让我娓娓道来~~~

一.预编译：#ifndef---#define---#endif 与#include

#ifndef---#define---#endif 代码在第1,2,47行，功能是避免头文件重复调用，在编译的时候合理将代码替换过来。

头铁不信系列：去掉#ifndef---#define---#endif 后，再多次在主文件包含这个头文件，进行编译，编译器给出以下错误信息：

error: redefinition of 'class complex'

错误解析：以上错误信息的意思是说对complex类重定义了。也就是说包含多次该文件，若没有预编译的功能，错误就会出现。

 

#include代码在第3,4行，表示引入一些头文件。

使用方法：系统头文件用<>包住，同时，不需要加.h后缀哦。例如：#include<iostream>

　　　　    自定义头文件用" "包住。例如：#include "ccomplex.h"。

 

二.访问权限：

 数据成员尽量都设置为私有变量(private),这样它就不会被外界访问。

成员函数方面，若是提供给用户访问的接口，则必须设置为public。若只是供这些内部调用，则设置为private比较好。

 

三.常成员函数：

常成员函数代码在第9,10行，其形式是在函数体大括号前面加上一个const限定符。其功能为强制命令该成员函数real()和image()不能够改变数据成员的值。若是头铁不信，只能bug伺候。

例如：我在const函数里修改数据成员，如下：

inline const double& real() const { re=1; return re;}

编译器提示错误信息：

error: assignment of member 'complex::re' in read-only object

意思是：给complex类型的只读对象的数据成员re赋值了，产生了错误。

由此可见，系统将const限定的成员变量限定成为只读的了，不能进行修改。那么这也就产生了一个问题，返回值得形式该怎么确定。

如果我返回的double的引用会怎样呢？例如：

inline double& real() const {return re;}

好吧，依然会报错，看看编译器暗示了什么？

error: binding 'const double' to reference of type 'double&' discards qualifiers

意思是：将const double 类型的数据 强行绑定到了 double 变量的引用上去，因为丢弃了限定符const而出错。

由此可见，不能将const变量赋值给非const变量。

本错误的修改方法1：将返回值类型改为const double&

inline const double& real() const { return re;}

修改方法2：将返回值类型修改为double (非引用)。

inline double real() const { return re;}

那么问题有来了，为什么能够返回引用和非引用两种方法？这就回到了返回引用和非引用的区别上来了：

首先，这两种修改方法存在的前提是，成员函数为const变量。也就是说返回的成员变量是只读类型，即常量。

那么，对于修改方法1。若返回引用，相当于直接可以在其他地方修改这个只读成员。显然出错，因此必须加上const

对于方法2,因为只返回double类型，相当于复制了一份re的值返回了回去，这样对于只读成员是没有影响的。

由此可见，两种方法都行得通。

 

有时候不得不将成员函数设置为const，例如：

const complex c1(2,1); 
c1.real();

它表示c1对象为常数的complex类型。

若它调用非常成员函数：

inline double real()  { return re;}

则会报错：

error: passing 'const complex' as 'this' argument discards qualifiers

它的意思是将const complex类型的变量传递给this，实参丢失了const修饰符。这样可能造成修改常对象c1的隐患，因此const对象必须调用常成员函数。

 

另外，只有成员函数才能被const修饰。所有在类外面定义的函数，都不能被const修饰。

头铁不信系列：

complex operator+(const complex& com1,const complex& com2) const
{
    return complex(com1.real()+com2.real(),com1.image()+com2.image());
}

注意：此时我将类外的+重载函数一const修饰，立马便已出现错误：

error: non-member function 'void fun(const complex&, const complex&)' cannot have cv-qualifier

其中cv指的是const和vilatile关键字简写，cv-qualifier指的是const和vilatile限定符。

错误信息的意思是：非成员函数 'void fun(const complex&, const complex&)' 不能有const和vilatile限定符。

 

 最后，附上传引用和传值(pass by value vs. pass by reference(to const))的区别：

　　传值：将值全部传过去，值多大字节，那么就传多少字节。

　　传引用：引用相当于指针。速度很快。若希望引用传过去后不希望它改，那么可以改成const

返回值传递和引用传递：(return by value vs. Return by reference)

　　若在函数内创建对象，则因为函数一结束，对象就被析构了，则不能够传引用。除了这种情况，都可以传引用。

　　传送者无需知道接收者是否以reference形式接收。

　　返回类型不能是void，因为使用者可能连续使用操作运算符。例如：c1+=c2+=c3

当然要注意：引用&跟在类型后面，取地址放在变量前面。

 

建议：尽量使用引用传递。

 

四.内联函数:

出现inline关键字的函数都是内联函数。内联函数是c++特色之一。目的是提高程序运行的速度，当然也有缺点。

内联函数的用法是将inline关键字放在函数返回类型的最前端，例如：

inline complex operator+(const complex& com1,const complex& com2)
{
    return complex(com1.real()+com2.real(),com1.image()+com2.image());
}

内联函数的具体实现方法就是：在内联函数的调用处，在编译器编译期间，将内联函数的代码恰当地替换到该出。这样做的好处是，避免了程序运行时调用函数进行压栈，出栈等等繁琐的事情，省出了很多时间。但是相对的，缺点就是，每次调用处的一行代码变成了多行函数的实现代码，这样显然增加了源程序的代码量，使源程序占用的内存空间更大。

使用内联函数的准则：

　　内联函数里面不能出现循环语句和switch-case开关语句。

　　在类里面定义并实现的成员函数默认是内联函数。

　　在类里面声明，在类外面实现，只要出现了inline，就是内联函数

　　在类里面声明，在类外面实现，若没有出现一个inline，就不是内联函数。

　　inline关键字只是表示对编译器的建议。若不能够内联而强制写上inline，编译器并不会报错，只是它会忽略inline这个关键字而已。

 

五.构造函数：

构造函数是在对象被创建后，用来给数据成员初始化用的成员函数。其形式为：

complex(double r=0.0,double i=0.0):re(r),im(i){}

构造函数应该注意的几点：

　　1.在对象创建后调用。

　　2.构造函数名和类名相同。

　　3.可以拥有参数。默认参数既可以在类中声明，也可以在定义处声明，但不能两处都声明~~~

　　4.参数可以有默认值。

　　5.没有返回值。

强烈建议用上面初始化的形式，若是直接在括号里面赋值：

complex(double r=0.0,double i=0.0)
{
    re=r;
    im=i;
}

这样也行，但是缺点是放弃初始化，去进行赋值，这样效率会比较低。

简单成员函数可以在类里直接定义，复杂一点的成员在在类里面声明，在类外实现。

 在调用构造函数是，若不传实参，则只需要写：

 

string s1；//无参数的默认构造函数。

 

写成以下形式就是错的：

string s1()；//它是对函数声明的格式，不是调用默认构造函数哦！！！

 

 

六.运算符重载函数：

起源：我们希望自定义的复数类对象能够通过+=,+，<<等等这些运算符直接进行赋值，加法或者输出等等，那么用运算符成员函数吧。在任何出现运算符的地方，它都可以直接被调用。其形式为：

inline complex operator+(const double& dou,const complex& com1)
{
    return complex(dou+com1.real(),com1.image());
}

 ostream& operator<<(ostream &os,const complex& x)
{
    os<<'('<<x.real()<<','<<x.image()<<')'<<endl;
}

当执行类似以下的语句时，运算符重载函数就会被自动调用：

complex c1(2,1);
complex c2(4);
c2+=c1;

这时调用的时+=运算符重载函数。+=会作用于c2对象。也就是说c2会调用 += 操作符重载函数，c2会传给this指针，c1会传给形参。注意，os不能设置为const，因为os流对象会在每次给它传值的时候它的状态会改变。另外，运算符重载函数放在类里面定义或在类外面定义都可以，主要看哪种行得通。在类外面定义更为通用，因为若是在类里面定义运算符重载函数，那么最左边的操作数一定要是complex类对象，这样显然局限性太大。在类里面定义重载函数，要省略最左边的complex形参。然而，在类外面定义的重载函数，不能省略调用重载函数的形参。

 

关于重载函数，可以总结一些规律出来：

 

　　c++允许出现多个函数名相同的函数。但是要求参数的个数或者参数的类型不同。这种出现多个同名函数的情况就是函数的重载。满足以上条件，经过编译器编译之后，这些同名函数实际上名字就不一样了。

注意：构造函数重载时，若出现了默认值，则有可能报错哦~，例如：

complex(double r=0,double i=0):re(r),im(i){}
complex(){re=0;im=0;}

这两种构造函数的重载，若出现以下创建对象的形式：

complex com;

就会报错：

error: call of overloaded 'complex()' is ambiguous

note: candidate: complex::complex(double, double)

     complex(double r = 0, double i = 0) :re(r), im(i) {}

也就是说，这两个构造函数是一样的，系统不知道该选择哪个构造函数进行初始化。其实将第二个构造函数删掉就解决问题了。第一个构造函数更通用一点。

 

七.友元：

在成员函数最前面加上friend 的函数就是友元。例如：

friend complex& __doapl(complex& com1,const complex& com2);

它的功能是，complex声明，complex类外面有一个函数叫__dopal 。__doapl这个函数是我的朋友，这个函数里面的complex对象可以访问它的私有变量。也就是是说，友元破坏了对象的封装性，强行允许类外的对象直接访问并修改其私有变量。