- 1. 基础
- 1.1数组
- 1.2 函数
- 1.3指针
- 1.4结构体
- 1.5案例——通讯录管理系统
- 通讯录管理系统
- 系统需求
- 菜单功能
- 退出功能
- 添加联系人
- 显示联系人
- 删除联系人
- 查找联系人
- 修改联系人
- 清空联系人
- 2 核心编程
- 2.1 内存分区模型
- 2.1.1 程序运行前
- 2.1.2 程序运行后
- 栈区
- 堆区
- 1.3 new 操作符
- 2.2 引用
- 2.2.1 定义
- 2.2.2 引用注意事项
- 2.2.3 引用做函数参数
- 2.2.4 引用做函数的返回值
- 2.2.5 引用的本质
- 2.2.6 常量引用
- 2.3 函数提高
- 2.3.1 函数默认参数
- 2.3.2 函数占位参数
- 2.3.3 函数重载
- 函数重载概述
- 函数重载注意事项
- 2.4 类和对象
- 2.4.1 封装
- 封装的意义
- struct和class区别
- 成员属性设置为私有
- 练习
- 4.2对象的初始化和清理
- 4.2.1构造函数和析构函数
- 4.2.2构造函数的分类及调用
- 4.2.3 拷贝构造函数调用时机
- 4.2.4 构造函数调用规则
- 4.2.5 深拷贝与浅拷贝
- 4.2.6初始化列表
- 4.2.7类对象作为类成员
- 4.2.8静态成员
- 4.3 C++对象模型和this指针
- 4.3.1成员变量和成员函数分开存储
- 4.3.2 this指针概念
- 4.3.3空指针访问成员函数
- 4.3.4 const修饰成员函数
- 4.4 友元
- 4.4.1 全局函教做友元
- 4.4.2 类做友元
- 4.4.3 成员函数做友元
- 4.5 运算符重载
- 4.5.1加号运算符重载
- 4.5.2 左移运算符重载
- 4.5.3递增运算符重载
- 4.5.4赋值运算符重载
- 4.5.5 关系运算符重载
- 4.5.6 函数调用运算符重载
array:放在连续内存空间内,每个元素是相同类型
一维定义方式
- 数据类型 数组名[数组长度];
- 数据类型 数组名[数组长度]={值1,值2…};
- 数据类型 数组名[]={值1,值2…};
通过下标访问数组中的元素,数组元素下标是从0开始
//1 int arr[3]; arr[0] = 12; arr[1] = 22; arr[2] = 32; cout<
一维数组数组名
可以统计整个数组在内存中的长度;sizeof(arr)
可以获取数组在内存中的首地址;cout<
数组名是常量,不能幅值:arr=100 ❌
#includeusing namespace std; int main(){ int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};//int类型 4个字节 cout<<"整个数组在内存中的长度" 案例
- 五只小猪称体重
在一个数组中找到最大值
#includeusing namespace std; int main(){ int arr[5]={300,350,200,400,250}; int max=0; for(i=0;i<5;i++) { if(arr[i]>max) { max=arr[i]; } } cout<<"the most heavy"<
- 数组元素逆置
#includeusing namespace std; int main(){ int arr[5]={1,3,2,5,4} cout<<"before tranpose"<
- 冒泡排序
最常用的数组排序方法——比较相邻元素
#includeusing namespace std; int main(){ int arr[9]={2,4,1,3,7,5,9,6,8}; cout<<"排序前"< 二维数组定义方式
- 数据类型 数组名[ 行数 ] [列数];
- 数据类型 数组名[ 行数 ] [列数]={{值1,值2…},{值1,值2}…};//更直观
- 数据类型 数组名[ 行数 ] [列数]={值1,值2,值3,值4};
- 数据类型 数组名[ ] [列数]={值1,值2,值3,值4};
二维数组数组名
- 查看二维数组所占内存空间
- 获取二维数组首地址
#includeusing namespace std; int main(){ int arr[2][3]={{1,3,5},{2,4,6}} cout<<"二维数组占用的内存空间"< 案例
考试成绩统计,输出总成绩
#includeusing namespace std; #include string; int main(){ int sores[3][3]={{100,100,100},{90,50,100},{60,70,80}} string names[3]={张三,李四,王五};//include string for(int i=0;i<3;i++) { int sum=0; for(int j=0;j<3;j++) { sum+=sores[i][j] cout< 1.2 函数 作用:将一段经常使用的代码封装起来减少重复代码
一个较大的程序分为若干模块以实现不同功能
函数的定义
- 返回值类型
- 函数名
- 参数列表
- 函数体语句
- return表达式
返回值类型 函数名 (参数列表)//main 函数参数列表不用传入数据 { 函数体语句 return表达式 }函数的调用
语法:函数名(参数)
int add (int num1,int num2)//定义加法函数 { int sum = num1 + num2; return sum; } int main() { int a = 10; int b = 20; int c = add(a, b);//a,b叫做实参,传递给形参num1,num2 cout << "c=" << c << endl; system("pause"); return 0; }值传递
- 函数调用时实参将数值传入形参
- 值传递时,形参发生变化不会影响实参
//如果函数不需要返回值,声明的时候可以用void void swap(int num1, int num2) { cout << "交换前:" << endl; cout << "number1=" << num1 << endl; cout << "number2=" << num2 << endl; int temp = num1; num1 = num2; num2 = temp; cout << "交换后:" << endl; cout << "number1=" << num1 << endl; cout << "number2=" << num2 << endl; } int main() { int a = 10; int b = 20; swap(a, b); cout << "a=" << a << endl; cout << "b=" << b << endl; system("pause"); return 0; }函数的常见样式
无参无返
有参无返
无参有返
有参有返
void test01() { cout << "test01" << endl; } void test02(int a) { cout << "test02 a=" <函数的声明
作用:告诉编译器函数的名称和如何调用,函数的实际主体可以单独定义
- 函数的声明可以多次,但是函数的定义只能有一次
//比较函数,返回较大值 int max(int a, int b) { return a > b ? a : b; } int main() { int a = 10; int b = 30; cout << max(a, b) << endl; system("pause"); return 0; }int max(int a, int b);//函数的声明 int main() { int a = 10; int b = 30; cout << max(a, b) << endl; system("pause"); return 0; } //比较函数,返回较大值 int max(int a, int b) { return a > b ? a : b; }函数的分文件编写
作用:让代码结构更加清晰
步骤:
- 创建后缀名为.h的头文件
- 创建后缀名为.cpp的文件
- 在头文件中写函数的声明
- 在源文件中写函数的定义
==swap.h== #include; using namespace std; void swap(int num1, int num2);//函数的声明 ==swap.cpp== #include"swap.h" void swap(int num1, int num2) { int temp = num1; num1 = num2; num2 = temp; } ==function.cpp== #include using namespace std; #include "swap.h"; int main() { int a = 10;int b = 20; swap(a, b); system("pause"); return 0; } 一些快捷键
ctrl+s储存
windows+space=切换输入法
shift+字母=大写
对齐代码Ctrl a+k+f
注释:ctrl+k,ctrl+c
取消注释:ctrl+k,ctrl+u
1.3指针指针的基本概念
指针就是一个地址
作用:通过指针访问内存——利用指针变量保存内存地址
指针变量的定义和使用
1.定义指针数据变量 * 变量名
2.使用指针:通过**解引用***的方式找到指针指向的内存
//1.定义指针 int a=10; int *p; p = &a;//将a的地址给指针 cout << "adress of a" << &a <指针所占的内存空间
在32位系统下占4个字节;在64位下占8个字节
int main() { int a =10; int *p = &a; cout<<"sizeof(int *)="<空指针
定义:指针变量指向内存中编号为0的空间
用途:初始化指针变量
注意:空指针指向的内存不能访问:0~255之间的内存编号是系统占用的
int main() { //1.初始化指针变量 int * p = NULL; //2.空指针指向的内存不能访问 cout << *p<野指针
int main() { //1.初始化指针变量 int * p =(int *) 0x1100; //2.空指针指向的内存不能访问 cout << *p<const修饰指针
const修饰指针——常量指针
const int * p = &a ,特点:指针的指向可以修改,但是指针指向的值不可以改
*p = 20 ❌
p = &b
const修饰常量——指针常量
int * const p = &a特点:指针的指针的指向不可以修改,但是指针指向的值可以改
*p = 20
p = &b ❌
const既修饰指针,又修饰常量
const int * const p = &a特点:指针的指针的指向不可以修改,但是指针指向的值不可以改
int a = 10; int b = 20; //const修饰指针——常量指针 const int * p1 = &a; p1 = &b; //const修饰常量——指针常量 int * const p2 = &a; *p2 = 100; //const既修饰指针,又修饰常量 const int * const p3 = &a;指针和数组
利用指针访问数组元素
int main() { int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; cout << "第一个元素为" << arr[0]<指针和函数
利用指针作为函数参数,可以修改实参的值
//1.值传递 void swap01(int a, int b) { int temp = a; a = b; b = temp; } void swap02(int *p1, int *p2) { int temp = *p1; *p1 = *p2; *p2 = temp; } int main() { //1.值传递 int a=10; int b=20; swap01(a,b);//实参不发生改变,形参改变 cout << "a="<案例
封装一个函数,利用冒泡排序实现对整形数组的升序排列
void buubleSort(int * arr,int len)//int arr[] { //排序总轮数为元素个数减一;每轮比较次数为`元素个数-排序轮数-1` for(int i=0;i1.4结构体arr[j+1]) { int temp=arr[j]; arr[j]=arr[j+1]; arr[j+1]=temp; } } } } void printArry(int * arr, int len) { for (int i = 0;i < len; i++) { cout << arr[i] << " "; } cout << endl; } int main() { int arr[10] = { 2,4,1,8,5,6,3,10,9,7 }; int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//求数组长度 buubleSort(arr, len);//传数组的首地址,数组长度 printArry(arr, len); system("pause"); return 0; } 基本概念
结构体属于用户自定义的数据类型,允许用户储存不同的数据类型
定义:struct 结构体名{结构体成员列表}
struct Student//学生数据类型:包括姓名、年龄、分数 { //成员列表 string name; int age; int score; };通过结构体创建变量的方式:
- struct 结构体名 变量名
- struct 结构体名 变量名 = {成员1值,成员2值}
- 定义结构体时顺便创建变量
struct Student s1; //struct关键字在创建变量时可以省略 s1.name = "Mary"; s1.age = 22; s1.score = 99;//给s1赋值,通过.访问结构体变量中的属性 cout << "name: " << s1.name << " age: " << s1.age << "score: " << s1.score << endl; struct Student s2 { "Lily", 19, 98 }; cout << "name: " << s2.name << " age: " << s2.age << "score: " << s2.score << endl; struct Student { string name; int age; int score; }s3;//顺便创建结构体变量,第三种用的少 s3.name = "Bob"; s3.age = 23; s3.score = 97; cout << "name: " << s3.name << " age: " << s3.age << "score: " << s3.score << endl;结构体数组
作用:将自定义的结构体放到数组中方便维护
语法:struct 结构体名 数组名[元素个数]={{},{},...{}}
#include//定义一个结构体 struct Student { string name; int age; int score; } int main() { //创建结构体数组 struct Student stuArray[3] = { {"Marrt",18,100}, {"Lily",19,98}, {"Bob",20,99} }; //给结构体数组中的元素赋值 stuArray[2].name = "Liming"; stuArray[2].age = 22; stuArray[2].score = 99; //遍历结构体数组 for (int i = 0; i < 3; i++) { cout << "姓名:" << stuArray[i].name << " age:" << stuArray[i].age << " score:" << stuArray[i].score << endl; } system("pause"); return 0; } 结构体指针
作用:通过指针访问结构体中的成员
- 利用操作符->可以访问结构体指针访问结构体属性
//1.定义结构体 struct Student { string name; int age; int score; }; int main() { //2.创建结构体变量(struct可以省略) struct Student s { "Lily", 19, 98 }; //3.通过指针指向结构体变量 struct Student * p = &s; //4.通过指针访问结构体变量中的数据 cout << "name:" << p->name << " age" << p->age << " score" << p->score << endl; system("pause"); return 0; }结构体嵌套结构体
作用:结构体中的成员可以是另一个结构体
例如:每个老师辅导一个学员,一个老师的结构体中,记录一个学生的结构体
struct Student { string name; int age; int score; }; struct teacher { int ID; string name; int age; struct Student stu; }; int main() { //结构体嵌套结构体 //创建老师 teacher t; t.ID = 12344; t.name = "王老师"; t.age = 32; //创建学生 t.stu.name = "Marry"; t.stu.age = 13; t.stu.score = 100; system("pause"); return 0; }结构体做函数参数
作用:将结构体作为参数向函数中传递
传递方式有两种:
- 值传递(形参不改变实参)
- 地址传递
//定义结构体 struct Student { string name; int age; int score; }; //打印学生信息函数 //1.值传递 void printStudent1(struct Student stu) { stu.age = 34; cout<<"子函数(值传递)中 name:" << stu.name << " age:" << stu.age << " score: " << stu.score << endl; } //2.地址传递 void printStudent2(struct Student * p) { p->age = 100; cout<<"子函数(地址传递)中 name" << p->name << " age:" << p->age << " score" << p->score << endl; } int main() { //创建结构体变量 struct Student stu; stu.name = "Marry"; stu.age = 13; stu.score = 100; //printStudent1(stu); printStudent2(&stu); cout<<"main函数中打印 " << "name:" << stu.name << " age:" << stu.age << " score: " << stu.score << endl; system("pause"); return 0; }总结:如果不想修改主函数中的数据,用值传递,反之用地址传递
结构体中const使用场景
作用:用const来防止误操作
//const的使用场景 struct Student { string name; int age; int score; }; //值传递,占的内存大 void printStudent1(Student stu) { cout << "name:" << stu.name << " age:" << stu.age << " score: " << stu.score << endl; } //2.地址传递,将函数中的形参改为指针,可以减少内存空间,而且不会复制新的副本出来 void printStudent2(const Student* stu) { //stu->name = "lili"; 加const变成常量指针后一旦有修改就会报错 cout << "子函数(地址传递)中 name:" << stu->name << " age:" << stu->age << " score" << stu->score << endl; } int main() { //创建结构体变量 struct Student stu={"marry",22,78}; //通过函数打印结构变量信息 //printStudent1(stu); printStudent2(&stu); cout << "main函数中的姓名:" << stu.name << endl; system("pause"); return 0; }结构体案例1
学校正在做毕设项目,每名老师带领5个学生,总共有3名老师,需求如下:设计学生和老师的结构体,其中在老师的结构体中,有老师姓名和一个存放5名学生的数组作为成员;学生的成员有姓名、考试分数,创建数组存放3名老师,通过西数给每个老师及所带的学生赋值;最终打印出老师数据以及老师所带的学生数据
#include; //学生的结构体 struct Student { string sName; int sScore; }; //定义老师结构体 struct Teacher { string tName;//姓名 struct Student sArray[5];//学生数组 }; //给老师赋值的函数 void allocateSpace(struct Teacher tArray[], int len) { string nameSeed = "ABCDE";//用string作为字符串类型的好处:不需要增加长度 //给老师赋值 for (int i = 0; i < len; i++) { tArray[i].tName = "Teacher_"; tArray[i].tName += nameSeed[i]; //通过循环给每名老师所带的学生赋值 for (int j = 0; j < 5; j++) { tArray[i].sArray[j].sName = "Student_"; tArray[i].sArray[j].sName += nameSeed[j]; int random = rand() % 60+40;//40~99的随机数,61+40就是40~100 tArray[i].sArray[j].sScore = random; } } } //打印所有信息 void printInfo(struct Teacher tArray[], int len) { for (int i = 0; i < len; i++) { cout <<"老师姓名:" < 结构体案例2
设计一个英雄的结构体,包括成员姓名,年龄,性别;创建结构体数组,数组中存放5名英雄。
通过冒泡排序的算法,将数组中的英雄按照年龄进行升序排序,最终打印排序后的结果。//英雄的结构体 struct Hero { string name; int age; string gender; }; void bubleSort(struct Hero heroArray[], int len) { //排序总轮数为元素个数减一;每轮比较次数为`元素个数-排序轮数-1` for (int i = 0; i < len; i++) { //内层循环比较 for (int j = 0; j < len - i - 1; j++) { //如果j下标的元素年龄大于j+1下标的元素的年龄,交换 if (heroArray[j].age> heroArray[j + 1].age) { struct Hero temp = heroArray[j]; heroArray[j] = heroArray[j + 1]; heroArray[j + 1] = temp; } } } } //打印排序后数组中的信息 void printHero(struct Hero heroArray[], int len) { for (int i = 0; i < 5; i++) { cout << "name:" << heroArray[i].name << " age:" << heroArray[i].age << " gender:" << heroArray[i].gender << endl; } } int main() { //1.创建英雄结构体 //2.创建结构体数组放5名英雄 struct Hero heroArray[5] = { {"刘备",23,"男"}, {"关余",22,"男"}, {"赵飞",20,"女"}, {"赵云",21,"男"}, {"貂蝉",19,"女"}, }; int len = sizeof(heroArray) / sizeof(heroArray[0]); // 3.按照年龄对数组进行排序 bubleSort(heroArray, len); //4.将排序后的结果进行输出 printHero(heroArray, len); system("pause"); return 0; }1.5案例——通讯录管理系统 通讯录管理系统 系统需求利用C++来实现—个通讯录管理系统中需要实现的功能如下:
菜单功能
- 添加联系人:向通讯录中添加新人,信息包括(姓名、性别、年龄、联系电话、家庭住址) 最多记录1000
- 显示联系人:品示通讯录中所有联系人信息
- 删除联系人:按照姓名进行删除指定联系人
- 查找联系人:按照姓名查看指定联系人信息
- 修改联系人:按照姓名重新修改指定联系人
- 清空联系人:清空通讯录中所有信息
- 退出通讯录:退出当前使用的通讯录
void menue() { cout << "*****1、显示联系人*****" << endl; cout << "*****2、添加联系人*****" << endl; cout << "*****3、删除联系人*****" << endl; cout << "*****4、查找联系人*****" << endl; cout << "*****5、修改联系人*****" << endl; cout << "*****6、清空联系人*****" << endl; cout << "*****0、退出通讯录*****" << endl; }退出功能思路:根据用户不同的选择,进入不同的功能,可以选择switch分支结构,将整个框架进行搭建
当用户选择0时,执行退出,选择其他先不做操作,也不会退出程序
int main() { //创建通讯录结构体变量 Addressbooks abs; //初始化通讯录中当前人员个数 abs.m_Size = 0; int select = 0;//创建用户选择输入的变量 while (true) { menue(); cin >> select; switch (select) { case 1://1、显示联系人 showPerson(&abs); break; case 2://2、添加联系人 addPerson(&abs);//利用地址传递可以修饰实参 break; case 3://3、删除联系人 deletePerson(&abs); break; case 4://4、查找联系人 findPerson(&abs); break; case 5://5、修改联系人 modifyPerson(&abs); break; case 6://6、清空联系人 cleanPerson(&abs); break; case 0://0、退出通讯录 cout << "欢迎下次使用" << endl; system("pause"); return 0; break; default: break; } } }添加联系人功能:添加上限为1000人,联系人信息包括姓名、性别、年龄、电话、住址
- 设计联系人结构体
#includestruct Person { string m_Name; int m_Gender; int m_Age; string m_Phone; string m_Address; };
- 设计通讯录结构体
#define MAX 1000//定义一个宏常量,最大人数,因为这个人数可能会变 struct Addressbooks//通信录结构体 { //通信录中保存的联系人数组 struct Person personArray[Max]; //通讯录中当前记录联系人个数 int m_Size; };
- main函数中创建通讯录
int main() { //创建通讯录结构体变量 Addressbooks abs; //初始化通讯录中当前人员个数 abs.m_Size = 0; }
- 封装添加联系人函数
void addPerson(Addressbooks* abs) { //判断通讯录是否加满,如果满了就不再添加 if (abs->m_Size == MAX) { cout << "通讯录已满无法添加" << endl; return; } else { //添加具体的联系人 string name; cout << "请输入姓名:" << endl; cin >> name; abs->personArray[abs->m_Size].m_Name = name; cout << "请输入性别" << endl; cout << "1--男" << endl; cout << "2--女" << endl; int sex = 0; while (true)//用while死循环,输入正确值退出循环 { cin >> sex; if (sex == 1 || sex == 2) { abs->personArray[abs->m_Size].m_Gender = sex; break; } cout << "请重新输入性别" << endl; } int age = 0; cout << "请输入年龄" << endl; cin >> age; abs->personArray[abs->m_Size].m_Age = age; string phone; cout << "请输入联系电话" << endl; cin >> phone; abs->personArray[abs->m_Size].m_Phone = phone; string adress; cout << "请输入家庭住址" << endl; cin >> adress; abs->personArray[abs->m_Size].m_Address = adress; cout << "添加成功" << endl; //清屏操作 system("pause"); system("cls"); } }显示联系人void showPerson(Addressbooks* abs) { //判断通讯录总人数是否为0,如果为0,提示记录为空 //如果不为0,显示记录的联系人信息 if (abs->m_Size == 0) { cout << "empty" << endl; } else { for (int i = 0; i < abs->m_Size; i++) { cout << "姓名:" << abs->personArray[i].m_Name << "t"; cout << "性别:" << (abs->personArray[i].m_Gender==1 ? "男":"女" )<< "t"; cout << "年龄:" << abs->personArray[i].m_Age<< "t"; cout << "电话:" << abs->personArray[i].m_Phone << "t"; cout << "住址:" << abs->personArray[i].m_Address<< endl; } }//制表符t;三目运算符的使用 //清屏操作 system("pause"); system("cls"); }删除联系人
- 监测联系人是否存在
//检测联系人是否存在,存在返回联系人所在数组的具体位置,不存在返回-1 //参数1 通讯录;参数2 对比姓名 int isExist(Addressbooks* abs, string name) { for (int i = 0; i < abs->m_Size; i++) { if (abs->personArray[i].m_Name == name) { return i;//找到了返回在数组中的下表编号 } } return -1; }注:switch case里的语句如果太长会报错,解决方法:用大括号括起来形成代码段
- 删除联系人封装函数
//删除指定联系人 void deletePerson(Addressbooks* abs) { cout << "请输入删除联系人姓名" << endl; string name; cin >> name; int ret = isExist(abs, name); if (ret != -1) { //查到此人后删除,把数组后面的数据前移,并人数-1 for (int i = ret; i < abs->m_Size; i++) { abs->personArray[i] = abs->personArray[i + 1]; } abs->m_Size--; cout << "删除成功" << endl; } else { cout << "this guy do not exist!" << endl; } system("pause"); system("cls"); }查找联系人void findPerson(Addressbooks* abs) { cout << "请输入要查找联系人姓名" << endl; string name; cin >> name; int ret = isExist(abs, name); if (ret != -1) { //判断联系人是否存在 cout << "姓名:" << abs->personArray[ret].m_Name << "t"; cout << "性别:" << (abs->personArray[ret].m_Gender == 1 ? "男" : "女") << "t"; cout << "年龄:" << abs->personArray[ret].m_Age << "t"; cout << "电话:" << abs->personArray[ret].m_Phone << "t"; cout << "住址:" << abs->personArray[ret].m_Address << endl; } else { cout << "this guy do not exist!" << endl; } system("pause"); system("cls"); }修改联系人void modifyPerson(Addressbooks* abs) { cout << "请输入要修改联系人姓名" << endl; string name; cin >> name; int ret = isExist(abs, name); //判断联系人是否存在 if (ret != -1) { string name; cout << "请输入姓名:" << endl; cin >> name; abs->personArray[ret].m_Name=name; cout << "请输入性别:" << endl; cout << "1--男" << endl; cout << "2--女" << endl; int sex = 0; while (true) { cin >> sex; if (sex == 1 || sex == 2) { abs->personArray[ret].m_Gender = sex; break; } cout << "请重新输入性别" << endl; } int age = 0; cout << "请输入年龄" << endl; cin >> age; abs->personArray[ret].m_Age = age; string phone; cout << "请输入联系电话" << endl; cin >> phone; abs->personArray[ret].m_Phone = phone; string adress; cout << "请输入家庭住址" << endl; cin >> adress; abs->personArray[ret].m_Address = adress; cout << "修改成功" << endl; } else { cout << "this guy do not exist!" << endl; } system("pause"); system("cls"); }清空联系人//逻辑上的清空:不一定要把所有数据删除,只需要用户访问不到 void cleanPerson(Addressbooks* abs) { abs->m_Size = 0; cout << "empty now!" << endl; system("pause"); system("cls"); }2 核心编程 2.1 内存分区模型C++程序在执行时,
将内存大方向划分为4个区域
- 代码区:存函数数体的二进制代码,由操作系统进行管理的
- 全局区:存放全局变量和静态变量以及常量
- 栈区:由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量等
- 堆区:由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收
内存四区意义:
2.1.1 程序运行前
不同区域存放的数据,赋予不同的生命周期,给我们更大的灵活编程在程序编泽后,生成了exe可执行程序,未执行该程序前分为两个区域
代码区:
存放 CPU 执行的机器指令
代码区是共享的,共享的目的是对于频繁被执行的程序,只需要在内存中有一份代码即可
代码区是只读的,使其只读的原因是防止程序意外地修改了它的指令全局区:
全局变量和静态变星存放在此.
全局区还包含了常量区,字符串常量和其他常量也存放在此.
该区域的数据在程序结束后由操作系统释放.#includeusing namespace std; #include //全局变量 int g_a = 10; int g_b = 10; //const修饰的全局变量 const int c_g_a = 10; const int c_g_b = 10; int main(void) { //全局区 //全局变量、静态变量、常量 //创建普通局部变量 int a = 10; int b = 10; cout << "the address of a:" << (int)&a << endl; cout << "the address of b:" << (int)&b << endl; cout << "the address of g_a:" << (int)&g_a << endl; cout << "the address of g_b:" << (int)&g_b << endl; //静态变量 在普通变量前面加static,属于静态变量 static int s_a = 10; static int s_b = 10; cout << "the address of s_a:" << (int)&s_a << endl; cout << "the address of s_b:" << (int)&s_b << endl; //常量 //字符串常量 cout << "the address of string :" << (int)&"hello world" << endl; //const修饰的全局变量 cout << "the address of c_g_a:" << (int)&c_g_a << endl; cout << "the address of c_g_b:" << (int)&c_g_b << endl; //const修饰的局部变量 const int c_l_a = 10; const int c_l_b = 10; cout << "the address of c_l_a:" << (int)&c_l_a << endl; cout << "the address of c_l_b:" << (int)&c_l_b << endl; system("pause"); return 0; } 总结:C++中在程序运行前分为全局区和代码区
2.1.2 程序运行后 栈区
- 代码区特点是共享和只读
- 全局区中存放全局变量、静态变量、常量;局部变量、局部常量不在全局区内
- 常量区中存放 const修饰的全局常量 和字符串常量
由编泽器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量等
注意事项:不要返回局部变量的地址,栈区开辟的数据由编译器自动释放#include堆区using namespace std; int* func(int b)//形参b数据也会放在栈区 { b = 100; int a = 10;//局部变量,存放在栈区,栈区的数据在函数执行完后自动释放 return &a;//返回局部变量的地址 } int main(void) { //接受func函数的返回值 int* p = func(1); cout << *p << endl;//第一次可以打印正确的数字,是因为编译器做了保留 cout << *p << endl;//第二次这个数据就不再保留了 system("pause"); return 0; } 由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束后由操作系统回收
在C++中主要利用new在堆区开辟内存
#include1.3 new 操作符using namespace std; int* func()// { //利用new关键字可以在堆区开辟数据 //指针本质也是局部变量,放在栈上,指针保存的数据是放在堆区的 int* p = new int(10); return p;//返回地址 } int main(void) { int* p = func(); cout << *p << endl; system("pause"); return 0; } C++中利用new操作符在堆区开辟数据
堆区开辟的数据,由程序员手动开辟,手动释放,释放利用操作符 delete
语法:new 数据类型
利用new创建的数据,会返回该数据对应的类型的指针//new的基本语法 int* func()// { //利用new关键字可以在堆区开辟数据 //指针本质也是局部变量,放在栈上,指针保存的数据是放在堆区的 int* p = new int(10); return p;//返回地址 } void test01() { int* p = func(); cout << *p << endl; } //在堆区利用new开辟数组 void test02() { int * arr=new int[10];//10代表数组有10个元素,返回的是数组的首地址 for (int i = 0; i < 10; i++) { arr[i] = i + 100;//给十个元素赋值100~109 } for (int i = 0; i < 10; i++) { cout << arr[i] << endl; } //释放数组,要加[] delete[]arr; } int main(void) { //test01(); test02(); int* p = func(); cout << *p << endl; cout << *p << endl; cout << *p << endl; //堆区的数据,由程序员手动开辟,手动释放,释放利用操作符 delete delete p; //cout << *p << endl; system("pause"); return 0; }2.2 引用 2.2.1 定义作用:给变量起别名
语法:数据类型 &别名 = 原名
int main(void) { int a = 10; int& b = a; cout << a << endl; cout << b << endl; b = 100; cout << a << endl; cout << b << endl; system("pause"); return 0; }2.2.2 引用注意事项
- 引用必须初始化
- 引用在初始化后,不可以改变
int main(void) { //int& b = a;未初始化,引用错误 int a = 10; int& b = a; int c = 20; //int& b = c;引用在初始化后不能改变 b = c; cout << a << endl; cout << b << endl; cout << c << endl; system("pause"); return 0; }2.2.3 引用做函数参数**作用:**函数传参时,可以利用引用的技术让形参修饰实参
**优点:**可以简化指针修改实参
//1、值传递 void mySwap01(int a, int b) { int temp = a; a = b; b = temp; cout << "swap01 a=: " << a << endl; cout << "swap01 b=: " << b << endl; } //2、地址传递 void mySwap02(int * a, int *b) { int temp = *a; *a = *b; *b = temp; cout << "swap01 a=: " << * a << endl; cout << "swap01 b=: " << * b << endl; } //3、引用传递_理解指针常量 void mySwap03(int &c, int &d) { int temp = c; c = d; d = temp; cout << "swap03 a=: " << c << endl; cout << "swap03 b=: " << d << endl; } int main(void) { int a = 10; int b = 20; //值传递,形参不会修饰实参 //mySwap01(a, b); //地址传递,形参会修饰实参 //mySwap02(&a, &b); mySwap03(a, b);//发送的是值,函数接受的是地址 cout <<"a=: "<< a << endl; cout << "b=: " << b << endl; system("pause"); return 0; }2.2.4 引用做函数的返回值1、不要返回局部变量的引用
int& test01() { int a = 10;//局部变量存放在四区中的栈区 return a; } int main(void) { int& ref = test01(); cout << "ref=: " << ref << endl;//a的内存已经释放 system("pause"); return 0; }2、函数的调用可以作为左值
int& test02()//返回a的引用 { static int a = 10;//静态变量,存放在全局区,全局区上的数据在程序结束后释放 return a; } int main(void) { int& ref = test02(); cout << "ref=: " << ref << endl; test02() = 1000;//如果函数的返回值是一个引用,那么函数的调用可以作为左值 cout << "ref=: " << ref << endl; system("pause"); return 0; }2.2.5 引用的本质引用的本质在C++内部实现是一个指针常量,一旦初始化就不可以发生改变(指向其他变量)
- 指针常量和整形常量、字符串常量差不多,就是一个常量,一个地址,所以指向不能改
- 常量指针和字符串指针,整型指针一样,就是一个指向常量的指针,所以不能通过指针修改常量的值。
void func(int& ref)//自动转换成int* const ref = &a { ref = 100; //自动帮我们转换为* ref = 100 } int main() { int a = 10; int& ref = a;//自动转换成int* const ref = &a;指针常量不可改,因此引用不可更改 ref = 20;//内部发现ref是引用,自动帮我们转换为*ref =20 cout << "a=: " << a << endl; cout << "ref=: " << ref << endl; func(a); system("pause"); return 0; }2.2.6 常量引用作用:常量引用主要用来修饰形参,防止误操作
在函数形参列表中,可以加const修饰形参,防止形参改变实参
void showvalue(const int &val)//用引用的方式接收 { //val = 1000;//误操作,打印函数,不想改变值,用const修饰 cout << "val=: " << val << endl; } int main() { //常量引用,用来修饰形参,防止误操作 //int a = 10; //加上const之后,编译器将代码修改 int temp = 10;int & ref = temp const int& ref = 10;//引用必须引用一块合法的内存空间 //ref = 20;//加入const之后变为只读,不可以修改 //在函数形参列表中,可以加==const修饰形参==,防止误操作 int a = 100; showvalue(a); cout << "a=: " << a << endl; system("pause"); return 0; }2.3 函数提高 2.3.1 函数默认参数在C++中,函数的参数列表中的形参是可以有默认值的
语法:返回值类型 函数名 (参数=默认值) {}
int func(int a, int b = 20, int c = 30)//如果自己传入了数据就用,没有就用默认值 { return a + b + c; } //1、如果某个位置参数有默认值,那么从这个位置往后,从左向右,必须都要有默认值 //2、如果函数声明有默认参数,函数实现就不能有默认参数;或者实现有默认值,声明不能有 int func1(int a, int b); int main() { cout << func(10) << endl; cout << func(10, 20, 34) << endl; system("pause"); return 0; } int func1(int a=10, int b=10) { return a + b; }2.3.2 函数占位参数C++中函数的形参列表里可以有占位参数用来占位,调用函数时必须填补该位置
语法:返回值类型 函数名(数据类型){}
在现阶段函数的占位参数存在意义不大,但是后面会用到该技术
void func(int a, int ) { cout <<"this is func" << endl; } void func2(int a, int =10)//占位参数还可以有默认参数 { cout << "this is func2" << endl; } int main() { func(10,10); return 0; }2.3.3 函数重载 函数重载概述作用:函数名可以相同,提高复用性
函数重载满足条件:
- 同一个作用域下
- 函数名称相同
- 函数参数类型不同,或者个数不同,或者顺序不同
注意:函数的返回值不可以作为函数重载的条件
void func() { cout <<"func调用" << endl; } void func(int a) { cout << "func(int a)调用" << endl; } void func(double a) { cout << "func(double a)调用" << endl; } void func(double a, int b) { cout << "func(double a, int b)调用" << endl; } void func( int b,double a) { cout << "func(int b,double a)调用" << endl; } //int func(int b, double a)//函数的返回值不能做为重载条件 //{ // cout << "func(int b,double a)调用" << endl; //} int main() { func(); func(10); func(23.3); func(10, 1.2); func(1.2, 34); return 0; }ctrl+k+c注释
函数重载注意事项
引用作为重载条件
void func(int &a) { cout << "func(int &a)调用" << endl; } void func(const int& a) { cout << "func(const int &a)调用" << endl; } int main() { int b = 10; //func(b);//调用可读可写的函数func(int &a) func(10);//int &a=10不合法;const int &a=10合法,调用func(const int &a return 0;函数重载碰到函数默认参数
void func(int a,int b=10) { cout << "func(int a,int b=10)调用" << endl; } void func(int a) { cout << "func(const int &a)调用" << endl; } int main() { func(10);//避免函数重载碰到默认参数的情况 return 0; }2.4 类和对象C++面向对象的三大特性为:封装、继承、多态
C++认为万事万物皆为对象,对象上有其属性和行为
列如:人可以作为对象,属性有姓名、年龄、身高、体重、跑跳…
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
2.4.1 封装 封装的意义封装是C++面向对象三大特征之一,其意义:
- 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
封装意义一:属性和行为
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}
案例
//设计一个圆类,求圆的周长 //周长公式:2*PI*半径 class Circle { //访问权限 //公共权限 public: //属性 //半径 int m_r; //行为 //求周长 double calculateZC() { return 2 * 3.14 * m_r; } }; int main() { //通过圆类创建具体的对象 Circle cl; //给对象的属性进行赋值 cl.m_r = 10; cout << "圆的周长为" << cl.calculateZC() << endl; return 0; }案例:设计一个学生类。属性有姓名和学号,行为可以赋值和现实
#includeusing namespace std; #include class Student { public: //类中的属性和行为 我们统一称为 成员 //属性 成员属性 成员变量 //行为 成员函数 成员方法 //属性 string m_Name; int m_Id; //行为 //给姓名赋值 void setName(string name) { m_Name = name; } void showStudent() { cout << "姓名:" << m_Name << " 学号:" << m_Id << endl; } }; int main() { //创建一个具体学生,实例化对象 Student s1; Student s2; //s1.m_Name = "张三"; s1.setName("张"); s1.m_Id = 1; s1.showStudent(); s2.setName("李四"); s2.m_Id = 2; s2.showStudent(); system("pause"); return 0; } 封装意义二:访问权限
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:
- public 公共权限 成员类内可以访问 类外可以访问
- protected 保护权限 成员类内可以访问 类外不可以访问(子类可以访问父类中保护的内容)
- private 私有权限 成员类内可以访问 类外不可以访问(子类不可以访问父类中保护的内容)
#includestruct和class区别using namespace std; #include class Person { public: string m_name; protected: string m_car; private: int m_password; public: void func() { m_name = "张三"; m_car = "拖拉机"; m_password = 123456;//类内可以访问 } }; int main() { Person p1; p1.m_name = "李四"; //p1.m_car = "奔驰";//保护权限内容,在类外访问不到 //p1.m_Password = 123;//私有权限内容,类外访问不到 p1.func(); system("pause"); return 0; } 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
#include成员属性设置为私有using namespace std; #include class C1 { int m_A; //默认是私有权限 }; struct c2 { int m_A; //默认是公共权限 }; int main() { C1 c1; //c1.m_A = 10;//错误,访问权限是私有 c2 c2; c2.m_A = 10; // 正确,访问权限是公共 system("pause"); return 0; } 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
#include练习using namespace std; #include class Person { public: //姓名设置可读可写 void setName(string name) { m_Name = name; } string getName() { return m_Name; } //获取年龄 int getAge() { return m_Age; } //设置年龄 void setAge(int age) { if (age < 0 || age > 150) { cout << "你个老妖精!" << endl; return; } m_Age = age; } //情人设置为只写 void setLover(string lover) { m_Lover = lover; } private: string m_Name; //可读可写姓名 int m_Age; // 只读年龄 string m_Lover;//只写情人 }; int main() { Person p;//姓名设置 p.setName("张三"); cout << "姓名:" << p.getName() << endl; //年龄设置 p.setAge(50), cout << "年龄:" << p.getAge() << endl; //情人设置 p.setLover("小王"); //cout<<"情人:" << p.m_Lover << endl; // 只写属性,不可以读取 system("pause"); return 0; } 案例1:设计立方体类
设计立方体类(Cube)
求出立方体的面积和体积
分别用全局函数和成员函故判断两个立方体是否相等。
#includeusing namespace std; #include //立方体类设计 //1、创建立方体类 //2、设计属性:长、宽、高 //3、设计行为:获取立方体面积和体积 //4、分别利用全局函数和成员函数判断两个立方体是否相等 class Cube { public: //写:设置长 void setL(int l) { m_L = l; } //读:获取长 int getL() { return m_L; } void setW(int w) { m_W = w; } int getW() { return m_W; } void setH(int h) { m_H = h; } int getH() { return m_H; } int calculateS() { return 2 * m_L * m_W + 2 * m_W * m_H + 2 * m_L * m_H; } int calculateV() { return m_L * m_W * m_H; } //利用成员函数判断两个立方体是否相等 bool isSamebyclass(Cube& c) { if (m_L== c.getL() && m_W== c.getW() && m_H== c.getH()) { return true; } return false; } private: int m_L; int m_W; int m_H; }; //利用全局函数判断两个立方体是否相等,bool判断真假 bool isSame (Cube &c1 , Cube &c2){ if (c1.getL() == c2.getL() && c1.getW() == c2.getW() && c1.getH() == c2.getH()) { return true; } return false; } int main() { Cube c1; c1.setL(10); c1.setW(10); c1.setH(10); // 600 cout << "c1的面积为:" << c1.calculateS() << endl; // 1000 cout << "c1的体积为:" << c1.calculateV() << endl; Cube c2; c2.setL(10); c2.setW(10); c2.setH(10); bool ret = isSame(c1, c2); if (ret) { cout << "c1和c2是相等的" << endl; } else { cout << "c1和c2是不相等的" << endl; } bool ret1 = c1.isSamebyclass(c2); if (ret1) { cout << "成员函数:c1和c2是相等的" << endl; } else { cout << "c1和c2是不相等的" << endl; } system("pause"); return 0; } 案例2:点和圆的关系
#includeusing namespace std; #include #include"point.h" #include"circle.h" //#include"cmath" //class Point { //public: // void setX(int x) { // m_X = x; // } // int getX() { // return m_X; // } // void setY(int y) { // m_Y = y; // } // int getY() { // return m_Y; // } //private: // int m_X; // int m_Y; //}; //class Circle{ //public: // void setR(int r) { // m_R = r; // } // int getR() { // return m_R; // } // void setCenter(Point center) { // m_Center = center; // } // Point getCenter() { // return m_Center; // } //private: // int m_R; //在类中可以让另一个类作为成员 // Point m_Center; //}; //判断点和圆关系 void isInCircle(Circle &c, Point &p) //用引用的方式传点和圆 { //计算两点之间距离平方 int distance = (c.getCenter().getX() - p.getX()) * (c.getCenter().getX() - p.getX()) + (c.getCenter().getY() - p.getY()) * (c.getCenter().getY() - p.getY()); //计算半径的平方 int rDistance = c.getR()* c.getR(); //判断关系 if (distance == rDistance) { cout << "点在圆上" << endl; } else if (distance > rDistance) { cout << "点在圆外" << endl; } else { cout << "点在圆内" << endl; } } int main() { Circle c; c.setR(10); Point center; center.setX(10); center.setY(0); c.setCenter(center); //创建点 Point p; p.setX(10); p.setY(9); isInCircle(c,p); system("pause"); return 0; } 在头文件中写声明
point.h
#pragma once #includeusing namespace std; class Point { public: void setX(int x);//只留住函数声明 int getX(); void setY(int y); int getY() ; private: int m_X;//和变量声明 int m_Y; }; circle.h
#pragma once #includeusing namespace std; #include"point.h" class Circle { public: void setR(int r); int getR(); void setCenter(Point center); Point getCenter(); private: int m_R; Point m_Center; }; point.cpp
#include"point.h" //源文件中只留下函数的实现 void Point::setX(int x) //point作用域下的成员函数 { m_X = x; } int Point::getX() { return m_X; } void Point::setY(int y) { m_Y = y; } int Point::getY() { return m_Y; }circle.cpp
#include"circle.h" void Circle::setR(int r) { m_R = r; } int Circle::getR() { return m_R; } void Circle::setCenter(Point center) { m_Center = center; } Point Circle::getCenter() { return m_Center; }main.cpp
#include4.2对象的初始化和清理using namespace std; #include #include"point.h" #include"circle.h" //判断点和圆关系 void isInCircle(Circle &c, Point &p) { //计算两点之间距离平方 int distance = (c.getCenter().getX() - p.getX()) * (c.getCenter().getX() - p.getX()) + (c.getCenter().getY() - p.getY()) * (c.getCenter().getY() - p.getY()); //计算半径的平方 int rDistance = c.getR()* c.getR(); //判断关系 if (distance == rDistance) { cout << "点在圆上" << endl; } else if (distance > rDistance) { cout << "点在圆外" << endl; } else { cout << "点在圆内" << endl; } } int main() { Circle c; c.setR(10); Point center; center.setX(10); center.setY(0); c.setCenter(center); //创建点 Point p; p.setX(10); p.setY(9); isInCircle(c,p); system("pause"); return 0; } 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。
4.2.1构造函数和析构函数
对象的初始化和清理也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,这两个函教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,但是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的初始化赋值,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(){}
1.构造函数,没有返回值也不写void2.函数名称与类名相同
3.构造函数可以有参数,因此可以发生重载
4.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(){}
1.析构函数,没有返回值也不写void2.函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~
3.析构函数不可以有参数,因此不可以发生重载Ⅰ
4.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
#include4.2.2构造函数的分类及调用using namespace std; #include class Person { public: //构造函数:没有返回值 不写void;函数名与类名相同 Person() { cout << "Person 构造函数的调用" << endl; } //析构函数:没有返回值 不写void;函数名与类名相同,加~ ~Person() { cout << "Person 析构函数的调用" << endl; } }; void test01() { Person p;//局部变量,在栈上的数据,test01在执行完毕后会释放这个对象 } int main() { test01(); system("pause"); return 0; } //在main函数中被暂停了还没有执行完,就不会调用析构函数 int main() { Person p; system("pause"); return 0; } 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
#includeusing namespace std; #include class Person { public: //构造函数 Person() { cout << "Person 无参(默认)构造函数的调用" << endl; } Person(int a) { age = a; cout << "Person 有参构造函数的调用" << endl; } //拷贝构造函数 Person(const Person &p)//const 引用 { age = p.age;//将传入的类的属性拷贝 cout << "Person 拷贝构造函数的调用" << endl; } //析构函数 ~Person() { cout << "Person 析构函数的调用" << endl; } int age; }; //调用 void test01() { //1、括号法 Person p1;//默认构造函数调用 Person p2(10);//有参构造函数 Person p3(p2);//拷贝构造函数 cout << "p2的年龄为:" << p2.age< 4.2.3 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
#include4.2.4 构造函数调用规则using namespace std; class Person { public: //构造函数 Person() { cout << "Person 默认构造函数的调用" << endl; } Person(int a) { m_age = a; cout << "Person 有参构造函数的调用" << endl; } //拷贝构造函数 Person(const Person &p) { m_age = p.m_age; cout << "Person 拷贝构造函数的调用" << endl; } ~Person() { cout << "Person 析构函数的调用" << endl; } int m_age; }; //使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象 void test01() { Person p1(20); Person p2(p1); cout << "P2 age" << p2.m_age << endl; } //值传递的方式给函数参数传值 void doWork2(Person p) { } void test02() { Person p3; doWork2(p3); } //以值方式返回局部对象 Person doWork3() { Person p1; cout << (int*)&p1 << endl;//打印地址 return p1; } void test03() { Person p = doWork3(); cout << (int*)&p << endl; } int main() { //test01(); //test02(); test03(); system("pause"); return 0; } 默认情况下,C++编译器至少给一个类添加3个函数
- 默认构造函教(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
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
//理解为优先级:拷贝构造函数>有参构造函数>无参构造4.2.5 深拷贝与浅拷贝深浅拷贝是面试经典问题,也是常见的一个坑
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
Person p2(p1)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 要利用深拷贝进行解决
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
#include4.2.6初始化列表using namespace std; class Person { public: //构造函数 Person() { cout << "Person 默认构造函数的调用" << endl; } Person(int age,int height)//浅拷贝会带来重复释放的问题 { m_age = age; m_height = new int(height);//用指针接收堆区的数据 cout << "Person 有参构造函数的调用" << endl; } //拷贝构造函数 Person(const Person &p) { cout << "Person 拷贝构造函数的调用" << endl; m_age = p.m_age; //m_height = p.m_height; 浅拷贝:编译器默认实现的 //深拷贝操作:重新开辟一段内存空间 m_height=new int(*p.m_height); } ~Person()//析构代码:将堆区开辟的数据做释放操作 { if (m_height != NULL) { delete m_height; } cout << "Person 析构函数的调用" << endl; } int m_age; int *m_height;//指针变量,把数据开辟到堆区 }; //调用 void test01() { Person p1(18,160); cout << "p1的年龄为" << p1.m_age << " p1的身高为" << *p1.m_height << endl; Person p2(p1); cout << "p2的年龄为" << p2.m_age << " p2的身高为" << *p2.m_height << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; } 作用: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),展性2(值2)...{}
#include4.2.7类对象作为类成员using namespace std; class Person { public: //构造函数 // 传统初始化操作 //初始化列表初始化属性,注意冒号在形参列表之后 Person():m_a(10), m_b(20), m_c(30) { } Person(int a,int b,int c):m_a(a), m_b(b), m_c(c) { } ~Person() { cout << "Person 析构函数的调用" << endl; } int m_a; int m_b; int m_c; }; //调用 void test01() { //Person p(10,20,30); Person p1; Person p2(110, 220, 230); cout << "m_a=" << p1.m_a << " m_b=" << p1.m_b << " m_c=" << p1.m_c << endl; cout << "m_a=" << p2.m_a << " m_b=" << p2.m_b << " m_c=" << p2.m_c << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; } 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
class A{} class B { A a; }B类中有对象A作为成员,A为对象成员
那么当创建B对象时,A与B的构造和析构的顺序是谁先谁后?
#include4.2.8静态成员using namespace std; #include class Phone { public: Phone(string pname) { m_pname = pname; cout << "Phone的构造函数调用" << endl; } ~Phone() { cout << "Phone的析构函数调用" << endl; } //手机品牌名 string m_pname; }; class Person { public: Person(string name, string pname) :m_name(name), m_phone(pname) { cout << "Person的构造函数调用" << endl; } ~Person() { cout << "Person的析构函数调用" << endl; } //姓名 string m_name; //手机:当其他类的对象作为本类成员,构造时候先构造类函数,析构的顺序相反 Phone m_phone; }; //调用 void test01() { Person p("张三", "华为"); cout << p.m_name << "拿着" << p.m_phone.m_pname << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; } 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
- 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
#include4.3 C++对象模型和this指针 4.3.1成员变量和成员函数分开存储using namespace std; #include class Person { public: //静态成员函数 static void func() { m_a = 100;//静态成员函数可以访问静态成员变量 //m_b = 200;// 静态成员函数不可以访问非静态成员变量,无法区分是哪个对象的m_b属性 cout << "static void func 的调用" << endl; } static int m_a;//静态成员变量 int m_b;//非静态成员变量 //静态成员函数也是有访问权限的 private: static void func2() { cout << "static void func2 的调用" << endl; } }; int Person::m_a = 0; //两种访问方式 void test01() { //1.通过对象访问 Person p; p.func(); //2.通过类名访问 Person::func(); //共享同一个 //Person::func2();//类外访问不到私有静态成员函数 } int main() { test01(); system("pause"); return 0; } 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
#include4.3.2 this指针概念using namespace std; #include //成员变量和成员函数分开存储 class Person { int m_a;//非静态成员变量 属于类的对象上4 static int m_b;//静态成员 不属于类对象上4 void func() {}//非静态成员函数 不属于类对象上4 static void func2() {};//静态成员函数 不属于类对象上4 }; int Person::m_b = 0; void test01() { Person p; //空对象占用内存空间为:1 //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 // 每个空对象也应该有一个独一无二的内存地址 cout << "size of p = " << sizeof(p) << endl;//size of 用来统计对象占用的内存空间 } void test02() { Person p; cout << "size of p = " << sizeof(p) << endl;//结果为4 } int main() { test02(); system("pause"); return 0; } 通过4.3.1我们知道在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
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
#include4.3.3空指针访问成员函数using namespace std; class Person { public: Person(int age) { //this指针指向被调用的成员函数所属的对象,在这里是P1 this->age = age; } Person& PersonADDage(Person &p) { this->age += p.age; //this指向p2的指针,而*this指向的就是p2这个对象本体 return *this;//引用的本质是指针常量,用引用的方式返回代表永远指着p2不变;如果以值得方式传回局部对象person则是拷贝函数返回的新p2 } int age;//不用this的话,讲成员变量改成m_age }; //1.解决名称冲突 void test01() { Person p1(18); cout << "p1的年龄为: " << p1.age << endl; } //2.返回对象本身用*this void test02() { Person p1(10); Person p2(10); p2.PersonADDage(p1).PersonADDage(p1);//链式编程思想 cout << "p2的年龄为: " << p2.age << endl; } int main() { test02(); system("pause"); return 0; } 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
#include4.3.4 const修饰成员函数using namespace std; class Person { public: void showClassName() { //空指针可以访问成员(函数) cout << "this is Person class" << endl; } void showClassAge() { //报错原因是因为传入的指针是为NULL if (this == NULL) { return; } cout << "age= " << this->m_age << endl; } int m_age; }; //1.解决名称冲突 void test01() { Person *p = NULL; p->showClassName(); p->showClassAge(); } int main() { test01(); system("pause"); return 0; } 常函数:
- 成员函数后加const后我们称为这个函数为常函数
- 常函教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
- 常对象可以修改静态变量的值
#include4.4 友元using namespace std; //常函数 class Person { public: //this指针的本质是指针常量 指针的指向是不可以修改的 //const Person * const this; //在成员函数后面加const,修饰的是this指向,让指针指向的值也不可以修改 void showPerson() const //相当于上一行 { this->m_b = 100; //this->m_a = 100; // this = NULL; //this指针不可以修改指针的指向的 } void func(){} int m_a; mutable int m_b;//特殊变量,即使在常函数中,也可以修改这个值,加关键字mutable }; //1.解决名称冲突 void test01() { Person p; p.showPerson(); } //常对象 void test02() { const Person p;//在对象前加const,变为常对象 //p.m_a = 100; p.m_b = 100;//m_B是特殊值,在常对象下也可以修改 //常对象只能调用常函数 p. showPerson() ; //p.func();//常对象不可以调用普通成员函数,因为普通成员函数可以修改属性 } int main() { test01(); system("pause"); return 0; } 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教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
4.4.1 全局函教做友元
- 全局函教做友元
- 类做友元
- 成员函数做友元
#include4.4.2 类做友元using namespace std; #include //建筑物类 class Building { // goodGay全局函数是 Building的好朋友,可以访问Building中私有成员 friend void goodGay(Building *building); public: Building() { m_SittingRoom = "客厅"; m_BedRoom = "卧室"; } public: string m_SittingRoom;//客厅 private: string m_BedRoom;//卧室 }; //全局函数 void goodGay(Building *building) { cout << "好基友的全局函数 正在访问:" << building->m_SittingRoom << endl; cout << "好基友的全局函数 正在访问:" << building->m_BedRoom << endl; } void badGay(Building *building) { cout << "好基友的全局函数 正在访问:" << building->m_SittingRoom << endl; //cout << "好基友的全局函数 正在访问:" << building->m_BedRoom << endl; } void test01() { Building building;//创建对象并将地址传到googay goodGay(&building); badGay(&building); } int main() { test01(); system("pause"); return 0; } #include4.4.3 成员函数做友元using namespace std; #include class Building; class GoodGay { public: void visit();//参观函数访问Building中的属性 Building * building; GoodGay(); private: Building *building; }; class Building { friend class GoodGay;//类做友元 public: Building();//building的构造函数的声明 public: string m_SittingRoom;//客厅 private: string m_BedRoom;//卧室 }; //类外写成员函数 Building::Building() { m_SittingRoom = "客厅"; m_BedRoom = "卧室"; } GoodGay::GoodGay() { //创建建筑物对象 building = new Building;//new相当于在堆区创建变量并让Building * buildin指向这个对象 } void GoodGay::visit() { cout << "好基友的全局函数 正在访问:" << building->m_SittingRoom << endl; cout << "好基友的全局函数 正在访问:" << building->m_BedRoom << endl; } void test01() { GoodGay gg; gg.visit(); } int main() { test01(); system("pause"); return 0; } #include4.5 运算符重载using namespace std; #include class Building; class GoodGay { public: GoodGay(); void visit();//让visit函数可以访问Building中私有成员 void visit2();//让visit函数不可以访问Building中私有成员 private: Building *building; }; class Building { friend void GoodGay::visit();//函数做友元 public: Building(); public: string m_SittingRoom;//客厅 private: string m_BedRoom;//卧室 }; Building::Building() { m_SittingRoom = "客厅"; m_BedRoom = "卧室"; } GoodGay::GoodGay() { //创建建筑物对象 building = new Building; } void GoodGay::visit() { cout << "好基友的全局函数 正在访问:" << building->m_SittingRoom << endl; cout << "好基友的全局函数 正在访问:" << building->m_BedRoom << endl; } void GoodGay::visit2() { cout << "好基友的全局函数 正在访问:" << building->m_SittingRoom << endl; //cout << "好基友的全局函数 正在访问:" << building->m_BedRoom << endl; } void test01() {//gg->building GoodGay gg; gg.visit(); gg.visit2(); } int main() { test01(); system("pause"); return 0; } 运算符重载概念:对已有的运算符重新进行定义,赋予其另一种功能,以适应不同的数据类型
4.5.1加号运算符重载作用:实现两个自定义数据类型相加的运算
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#includeusing namespace std; #include class Person { public: //1.成员函数重载+号 //Person operator+(Person &p) //{ // Person temp; // temp.m_a = this->m_a + p.m_a; // temp.m_b = this->m_b + p.m_b; // return temp; //} int m_a; int m_b; }; //2.全局函数重载+号 Person operator+(Person &p1, Person &p2) { Person temp; temp.m_a = p1.m_a + p2.m_a; temp.m_b = p1.m_b + p2.m_b; return temp; } //函数重载版本 Person operator+(Person &p1, int num) { Person temp; temp.m_a = p1.m_a + num; temp.m_b = p1.m_b + num; return temp; } void test01() { Person p1; p1.m_a = 10; p1.m_b = 10; Person p2; p2.m_a = 10; p2.m_b = 10; //成员函数重载本质调用 //Person p3 = p1.operator+(p2); //全局函数重载本质调用 //Person p3 = operator+(p1,p2); Person p3 = p1 + p2; //函数重载 Person p4 = p1 + 100; cout << "p3.m_a = " << p3.m_a << endl; cout << "p3.m_b = " << p3.m_b << endl; cout << "p4.m_a = " << p4.m_a << endl; cout << "p4.m_b = " << p4.m_b << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; } 总结1:对于内置的数据类型的表达式的的运算符是个可能改变的
总结2:不要溢用运算符重载
4.5.2 左移运算符重载作用:可以输出自定义教据类型
#includeusing namespace std; #include class Person { //1.利用成员函数重载左移运算符p.operator<<(cout)简化版本p << cout //不会利用成员函数重载<<运算符,因为无法实现cout在左侧 //void operator<<( cout ) //{ //} friend ostream& operator<<(ostream &cout, Person &p);//友元函数可以访问私有 public: Person(int a,int b) { m_a = a; m_b = b; } private: int m_a; int m_b; }; //2.只能利用全局函数重载左移运算符 ostream输出流对象 ostream& operator<<(ostream &cout, Person &p)//本质 operator<<(cout,p) 简化cout<
总结:重载左移运算符配合有缘可以实现输出自定义数据类型
4.5.3递增运算符重载作用:通过重载递增运算符,实现自己的整型教据
#includeusing namespace std; #include class MyInteger { friend ostream& operator<<(ostream &cout, MyInteger &myint); public: MyInteger() { m_num = 0; } //重载前置++运算符 返回==引用==为了一直对一个数据进行递增操作 MyInteger& operator++() { m_num++; return *this; } //重载后置++运算符 //void operator++(int) int代表占位参数,可以用于区分前置和后置递增 //temp是局部对象 返回值,不返回引用 MyInteger operator++(int) { //先记录当时结果 MyInteger temp = *this; //后递增 m_num++; // 最后将记录结果做返回 return temp; } private: int m_num; }; //重载左移运算符 ostream& operator<<(ostream &cout, MyInteger &myint) { cout << myint.m_num; return cout; } void test01() { MyInteger myint; cout << ++myint << endl; } void test02() { MyInteger myint; cout << myint++ << endl; cout << myint << endl; } int main() { test02(); system("pause"); return 0; } 总结:前置递增返回引用,后置递增返回值
4.5.4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,函教体为空)
- 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
#include4.5.5 关系运算符重载using namespace std; #include class Person { public: Person(int age) { m_age = new int(age);//把数据开辟到堆区,new int就是int* 用指针维护这个数据m_age } ~Person()//堆区数据由程序员手动开辟手动释放(使用析构函数) { if (m_age != NULL) { delete m_age; m_age = NULL; } } //重载 赋值运算符 Person& operator=(Person &p) { //编译器提供的是浅拷贝 //m_age=p.m_age; //应该先判断是否有属性在堆区,如果有先释放干净,然后再深拷贝 if (m_age != NULL) { delete m_age; m_age = NULL; } //利用深拷贝解决浅拷贝带来的重复释放的问题 m_age = new int(*p.m_age);//指针指向新空间 return *this;//返回对象本身 } int *m_age; private: }; void test01() { Person p1(18); Person p2(20); Person p3(30); p3 = p2 = p1;//赋值操作 cout << "p1的年龄为: " << *p1.m_age << endl; cout << "p2的年龄为: " << *p2.m_age << endl; cout << "p3的年龄为: " << *p3.m_age << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; } 作用: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
#include4.5.6 函数调用运算符重载using namespace std; #include class Person { public: Person(string name,int age)//构造函数赋初值 { m_name = name; m_age = age; } //重载 ==号 bool operator==(Person &p) { if (this->m_age == p.m_age && this->m_name == p.m_name) { return 1;//真 } return 0; } //重载 !=号 bool operator!=(Person &p) { if (this->m_age == p.m_age && this->m_name == p.m_name) { return 0; } return 1; } string m_name; int m_age; private: }; void test01() { Person p1("Tom",18); Person p2("jerry", 18); if (p1 == p2) { cout << "p1和p2是相等的" << endl; } else { cout << "p1和p2是不相等的" << endl; } if (p1 != p2) { cout << "p1和p2是不相等的" << endl; } else { cout << "p1和p2相等的" << endl; } } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
- 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(在之后的STL中用的多)
- 仿函数没有固定写法。非常灵活
#includeusing namespace std; #include //打印输出类 class MyPrint { public: //重载函数调用运算符 void operator()(string test) { cout << test << endl; } private: }; void Myprint02(string test) { cout << test << endl; } void test01() { MyPrint myprint; myprint("hello world");//使用()重载。由于使用起来非常类似于函数调用,因此称为仿函数 Myprint02("hello world");//函数调用 } //仿函数非常灵活,没有固定的写法 //加法类 class MyAdd { public: int operator()(int num1,int num2) { return num1 + num2; } }; void test02() { MyAdd myadd; int ret = myadd(100, 100);//先创建对象,再调用仿函数输出 cout << ret << endl; //创建匿名函数对象,当前用完了立即被释放 cout << MyAdd()(100, 100) << endl; } int main() { test02(); system("pause"); return 0; }



