C++核心编程

本阶段主要针对C++面向对象编程技术做详细讲解，探讨C++中的核心和精髓。

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：存放函数体的二进制代码，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：

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

1.1 程序运行前

​ 在程序编译后，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：

​ 全局变量和静态变量存放在此.

​ 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.

示例：

//全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 10;//全局常量
const int c_g_a = 10;
const int c_g_b = 10;int main() {//局部变量int a = 10;int b = 10;//打印地址cout << "局部变量a地址为： " << (int)&a << endl;cout << "局部变量b地址为： " << (int)&b << endl;cout << "全局变量g_a地址为： " <<  (int)&g_a << endl;cout << "全局变量g_b地址为： " <<  (int)&g_b << endl;//静态变量static int s_a = 10;static int s_b = 10;cout << "静态变量s_a地址为： " << (int)&s_a << endl;cout << "静态变量s_b地址为： " << (int)&s_b << endl;cout << "字符串常量地址为： " << (int)&"hello world" << endl;cout << "字符串常量地址为： " << (int)&"hello world1" << endl;cout << "全局常量c_g_a地址为： " << (int)&c_g_a << endl;cout << "全局常量c_g_b地址为： " << (int)&c_g_b << endl;const int c_l_a = 10;const int c_l_b = 10;cout << "局部常量c_l_a地址为： " << (int)&c_l_a << endl;cout << "局部常量c_l_b地址为： " << (int)&c_l_b << endl;system("pause");return 0;
}

打印结果：

总结：

• C++中在程序运行前分为全局区和代码区
• 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
• 常量区中存放 const修饰的全局常量 和 字符串常量

1.2 程序运行后

​ 栈区：

​ 栈区的数据由编译器自动分配释放, 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，因为栈区开辟的数据由编译器自动释放

示例：

int * func()
{int a = 10;return &a;
}int main() {int *p = func();cout << *p << endl;cout << *p << endl;system("pause");return 0;
}

所以，不要返回局部变量的地址，因为栈区的数据在函数结束之后会自动释放，根本找不到局部变量的地址。

​ 堆区：

​ 由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收

​ 在C++中主要利用new在堆区开辟内存

示例：

int* func()
{int* a = new int(10);return a;
}int main() {int *p = func();cout << *p << endl;   //解引用cout << *p << endl;   //解引用system("pause");return 0;
}输出：
10
10

总结：

堆区数据由程序员管理开辟和释放

堆区数据利用new关键字进行开辟内存

1.3 new操作符

​ 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，返回的是该数据的地址，用指针可以保存地址，即用new创建的数据，会返回该数据对应的类型的指针

示例1： 基本语法

int* func()
{int* a = new int(10);   //new int(10)--->返回该数据的地址return a;
}int main() {int *p = func();cout << *p << endl;cout << *p << endl;//利用delete释放堆区数据delete p;//cout << *p << endl; //报错，释放的空间不可访问system("pause");return 0;
}

示例2：开辟数组

//堆区开辟数组
int main() {int* arr = new int[10];  //new int[10]--->返回数组首地址for (int i = 0; i < 10; i++){arr[i] = i + 100;}for (int i = 0; i < 10; i++){cout << arr[i] << endl;}//释放数组 delete 后加 []delete[] arr;system("pause");return 0;
}

利用delete释放堆区数据
delete p;释放数组,delete后加 []
delete[] arr;

2 引用

2.1 引用的基本使用

作用： 给变量起别名

语法： 数据类型 &别名 = 原名

示例：

int main() {int a = 10;int &b = a;cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;b = 100;cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;system("pause");return 0;
}输出；
a=10
b=10a=100
b=100

a，b操作的是同一块内存；
a能操作这个内存，那么其他什么也可以操作这块内存？引用。这就是引用的作用

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

示例：

int main() {int a = 10;int b = 20;int &c; //错误，引用必须初始化int &c = a; //一旦初始化后，就不可以更改&c=b; //这样就不对了，因为引用已经初始化过了c = b; //这是赋值操作，不是更改引用cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;cout << "c = " << c << endl;system("pause");return 0;
}输出：
a=20
b=20
c=20

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

示例：

//1. 值传递
void mySwap01(int a, int b) {int temp = a;a = b;b = temp;
}//2. 地址传递
void mySwap02(int* a, int* b) {//解引用int temp = *a;*a = *b;*b = temp;
}//3. 引用传递
void mySwap03(int& a, int& b) {int temp = a;a = b;b = temp;
}int main() {int a = 10;int b = 20;mySwap01(a, b);cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;mySwap02(&a, &b);cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;mySwap03(a, b);cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;system("pause");return 0;
}输出：
a:10
b:20a:20
b:10a:20
b:10

总结：通过引用参数产生的效果同按地址传递是一样的，形参实参会同时改变。引用的语法更清楚简单

2.4 引用做函数返回值

作用：引用是可以作为函数的返回值存在的

注意：不要返回局部变量引用

用法：函数调用作为左值

示例：

//返回局部变量引用
int& test01() {int a = 10; //局部变量，存放在栈区return a;
}//返回静态变量引用
int& test02() {static int a = 20; //静态变量，存放在全局区，全局区上的数据在程序结束后系统释放return a;
}int main() {//不能返回局部变量的引用int& ref = test01();cout << "ref = " << ref << endl; //第一次结果正确，因为编译器做了保留cout << "ref = " << ref << endl; //第二次结果错误，因为a内存已经被释放int& ref2 = test02();cout << "ref2 = " << ref2 << endl;cout << "ref2 = " << ref2 << endl;//如果函数做左值，那么必须返回引用test02() = 1000;  //a=1000   ref2是a的别名cout << "ref2 = " << ref2 << endl;cout << "ref2 = " << ref2 << endl;system("pause");return 0;
}输出：
ref=10
ref=乱码ref2=20
ref2=20ref2=1000
ref2=1000

2.5 引用的本质

本质：引用的本质在c++内部实现是一个指针常量.

讲解示例：

//发现是引用，转换为 int* const ref = &a;
void func(int& ref){ref = 100; // ref是引用，转换为*ref = 100
}
int main(){int a = 10;//自动转换为 int* const ref = &a; 指针常量是指针指向不可改，也说明为什么引用不可更改int& ref = a; 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);return 0;
}

结论：C++推荐用引用技术，因为语法方便，引用本质是指针常量，但是所有的指针操作编译器都帮我们做了

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，防止改变实参

在函数形参列表中，可以加const修饰形参，防止形参改变实参

示例：

//引用使用的场景，通常用来修饰形参
void showValue(const int& v) {//v += 10;cout << v << endl;
}int main() {//常量引用//使用场景：用来修饰形参，防止误操作//可以这样写：int a=10;int& ref=a; //不能这样写：int& ref=10; //因为引用必须引一块合法的内存空间//但是可以这样写：const int& ref=10;//加上const之后，编译器做了以下修改：int temp=10; const int& ref=temp;ref = 100;  //错误，加入const后不可以修改变量cout << ref << endl;//函数中利用常量引用防止误操作修改实参int a = 10;showValue(a);system("pause");return 0;
}

引用总结：

1.引用的本质是一个指针常量，可以修改指向的内存的内容，不能修改指向；
2.使用引用时，许多关于指针的操作编译器都帮你做了，所以使用引用时不要想着指针，就把引用当作一个变量的别名就好了；
3.可以说：引用与指针的功能相同，但是引用使用起来更加方便，所以推荐使用引用；

1.引用的基本使用
语法： 数据类型 &别名 = 原名int a = 10;int &b = a;---------------------->(相当于 int* const b=&a)cout << "a = " << a << endl;    a=10cout << "b = " << b << endl;    b=10b = 100;------------------------->(相当于*b=100 解引用)cout << "a = " << a << endl;    a=100cout << "b = " << b << endl;    b=100
--------------------------------------------------------------
2.引用的注意事项
(1)引用必须初始化
(2)引用在初始化后，不可以改变(因为引用的本质是指针常量，无法修改指向)int a = 10;int b = 20;int &c;   错误，引用必须初始化一旦初始化后，就不可以更改int &c = a;  &c=b;   这样就不对了，因为引用已经初始化过了c = b;  这是赋值操作，不是更改引用cout << "a = " << a << endl;    a=20cout << "b = " << b << endl;    b=20cout << "c = " << c << endl;    c=20
--------------------------------------------------------------
3.引用做函数参数
(1)引用传递和地址传递一样，可以同时修改形参和实参，但引用传递更加简单
(2)可以比较出来：引用传递与值传递相比，只是参数类型不同，其他都相同，
但是效果和地址传递是一样的。值传递
void mySwap01(int a, int b) {int temp = a;a = b;b = temp;
}地址传递
void mySwap02(int* a, int* b) {解引用int temp = *a;*a = *b;*b = temp;
}引用传递
void mySwap03(int& a, int& b) {int temp = a;a = b;b = temp;
}int main() {int a = 10;int b = 20;mySwap01(a, b);cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;  a:10 b:20mySwap02(&a, &b);cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;  a:20 b:10mySwap03(a, b);cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;  a:20 b:10system("pause");return 0;
}
-------------------------------------------------------------
4.引用做函数返回值
(1)引用可以做函数的返回值，当函数做左值时，返回值必须是引用。
(2)不能返回局部变量的引用，因为局部变量存储在栈，
函数调用结束之后会释放其内存空间。
-------------------------------------------------------------
5.常量引用
用const修饰引用，常量引用一般用在形参，防止在不想改变实参的情况下，
形参变化的同时改变实参。

3 函数提高

3.1 函数默认参数

在C++中，函数的形参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）{}

示例：

int func(int a, int b = 10, int c = 10) {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值，函数实现的时候就不能有默认参数
int func2(int a = 10, int b = 10);
int func2(int a, int b) {return a + b;
}int main() {cout << "ret = " << func(20, 20) << endl;cout << "ret = " << func(100) << endl;system("pause");return 0;
}

注：函数的参数列表支持默认参数：
1.实参列表对应的位置上有实参，那么就用实参而不用默认参数；如果没有，那就用默认的参数；
2.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
3.如果函数声明有默认值，函数实现(定义)的时候就不能有默认参数（避免歧义）

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，用来做占位，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，但是后面的课程中会用到该技术

示例：

//函数占位参数 ，占位参数也可以有默认参数
void func(int a, int) {cout << "this is func" << endl;
}int main() {func(10,10); //占位参数必须填补system("pause");return 0;
}

3.3 函数重载

3.3.1 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

示例：

//函数重载需要函数都在同一个作用域下
void func()
{cout << "func 的调用！" << endl;
}
void func(int a)
{cout << "func (int a) 的调用！" << endl;
}
void func(double a)
{cout << "func (double a)的调用！" << endl;
}
void func(int a ,double b)
{cout << "func (int a ,double b) 的调用！" << endl;
}
void func(double a ,int b)
{cout << "func (double a ,int b)的调用！" << endl;
}//函数返回值不可以作为函数重载条件
//int func(double a, int b)
//{
//	cout << "func (double a ,int b)的调用！" << endl;
//}int main() {func();func(10);func(3.14);func(10,3.14);func(3.14 , 10);system("pause");return 0;
}

3.3.2 函数重载注意事项

• 引用作为重载条件
• 函数重载碰到函数默认参数

示例：

//函数重载注意事项
//1、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;
}//2、函数重载碰到函数默认参数void func2(int a, int b = 10)
{cout << "func2(int a, int b = 10) 调用" << endl;
}void func2(int a)
{cout << "func2(int a) 调用" << endl;
}int main() {int a = 10;func(a); //调用无constfunc(10);//调用有const//func2(10); //碰到默认参数产生歧义，需要避免system("pause");return 0;
}

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

例如：

​ 人可以作为对象，属性有姓名、年龄、身高、体重…，行为有走、跑、跳、吃饭、唱歌…

​ 车也可以作为对象，属性有轮胎、方向盘、车灯…,行为有载人、放音乐、放空调…

​ 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

4.1 封装

4.1.1 封装的意义

封装是C++面向对象三大特性之一

封装的意义：

• 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：

​ 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 };

示例1：设计一个圆类，求圆的周长

示例代码：

//圆周率
const double PI = 3.14;//1、封装的意义
//将属性和行为作为一个整体，用来表现生活中的事物//封装一个圆类，求圆的周长
//class代表设计一个类，后面跟着的是类名
class Circle
{
public:  //访问权限  公共的权限//属性int m_r;//半径//行为//获取到圆的周长double calculateZC(){//2 * pi  * r//获取圆的周长return  2 * PI * m_r;}
};int main() {//通过圆类，创建一个具体的圆（圆的对象）//实例化 = 通过一个类创建对象的过程// c1就是一个具体的圆Circle c1;c1.m_r = 10; //给圆对象的半径 进行赋值操作//2 * pi * 10 = = 62.8cout << "圆的周长为： " << c1.calculateZC() << endl;system("pause");return 0;
}

注：一般来说，属性用变量，行为用函数
不要忘记最后的分号

示例2：设计一个学生类，属性有姓名和学号，可以给姓名和学号赋值，可以显示学生的姓名和学号

示例2代码：

//学生类
class Student {
public://属性string m_Name;int m_Id;//行为void setName(string name) {m_Name = name;}void setID(int id) {m_Id = id;}void showStudent() {cout << "name:" << m_Name << " ID:" << m_Id << endl;}};int main() {Student stu;stu.setName("德玛西亚");stu.setID(250);stu.showStudent();system("pause");return 0;
}

注：
1.成员=类中的属性，类中的行为
2.属性=成员属性=成员变量
3.行为=成员函数=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：

1. public 公共权限
2. protected 保护权限
3. private 私有权限

示例：

//三种权限
//公共权限  public     类内可以访问  类外可以访问
//保护权限  protected  类内可以访问  类外不可以访问  
//私有权限  private    类内可以访问  类外不可以访问  //protected与private区别：
//在继承中，子类可以访问父类的protected成员，不能访问父类的private成员。class Person
{//姓名  公共权限
public:string m_Name;//汽车  保护权限
protected:string m_Car;//银行卡密码  私有权限
private:int m_Password;public:void func(){m_Name = "张三";m_Car = "拖拉机";m_Password = 123456;}
};int main() {Person p;p.m_Name = "李四";//p.m_Car = "奔驰";  //保护权限类外访问不到//p.m_Password = 123; //私有权限类外访问不到system("pause");return 0;
}

4.1.2 struct和class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

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;
}

4.1.3 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

示例：

class Person {private:string m_Name; //可读可写  姓名int m_Age; //只读  年龄string m_Lover; //只写  情人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;}
};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("苍井");//cout << "情人： " << p.m_Lover << endl;  //只写属性，不可以读取system("pause");return 0;
}

所有的成员属性最好设置为私有

练习案例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数判断两个立方体是否相等。

#include<iostream>
using namespace std;//立方体类：
//1.创建立方体类
//2.设计属性（私有）
//3.设计行为：立方体的面积和体积+属性的设置和获取
//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 {
private:int m_L;int m_W;int m_H;public:void setL(int l) {m_L = l;}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_L * m_H + 2 * m_W * 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;}else {return false;}}
};//利用全局函数判断两个立方体是否相等
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);cout << "c1的面积为：" << c1.calculateS() << endl;cout << "c1的面积为：" << c1.calculateV() << endl;Cube c2;c2.setL(10);c2.setW(10);c2.setH(10);bool result1=isSame(c1, c2);if (result1) {cout << "利用全局函数判断：c1=c2" << endl;}else {cout << "利用全局函数判断：c1!=c2" << endl;}bool result2 = c1.isSameByClass(c2);if (result2) {cout << "利用成员函数判断：c1=c2" << endl;}else {cout << "利用成员函数判断：c1!=c2" << endl;}system("pause");return 0;
}

注：这道题里面成员函数的参数只要一个类对象，而全局函数需要两个类对象。

练习案例2：点和圆的关系

设计一个圆形类（Circle），和一个点类（Point），计算点和圆的关系。

第一种写法：
#include<iostream>
using namespace std;//点类
class Point {
private:int m_X;//x坐标int m_Y;//y坐标
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;}};
//圆类
class Circle {
private :int m_R;//半径Point m_Center;//圆心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;}
};//判断点和圆的关系
void isInCircle(Circle& c, Point& p) {//这里用 引用节省空间，也可以不用//计算两点之间距离的平方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() {//创建点(10,10)Point p;p.setX(10);p.setY(10);//创建圆(圆心(10,0),半径10)Circle c;c.setR(10);Point center;center.setX(10);center.setY(0);c.setCenter(center);isInCircle(c, p);system("pause");return 0;
}

第二种写法：point.h
#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;//点类的声明
class Point {
private:int m_X;//x坐标int m_Y;//y坐标
public:void setX(int x);int getX();void setY(int y);int getY();
};
-------------------------------------------
point.cpp
#include "point.h"void Point::setX(int x) {m_X = x;
}
int Point::getX() {return m_X;
}void Point::setY(int y) {m_Y = y;
}
int Point::getY() {return m_Y;
}
-------------------------------------------
circle.h
#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
#include"point.h"class Circle {
private:int m_R;//半径Point m_Center;//圆心public:void setR(int r);int getR();void setCenter(Point center);Point getCenter();
};
-------------------------------------------
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函数源文件
#include<iostream>
using namespace std;
#include"circle.h"
#include"point.h"//判断点和圆的关系
void isInCircle(Circle& c, Point& p) {//这里用 引用节省空间，也可以不用//计算两点之间距离的平方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() {//创建点(10,10)Point p;p.setX(10);p.setY(10);//创建圆(圆心(10,0),半径10)Circle c;c.setR(10);Point center;center.setX(10);center.setY(0);c.setCenter(center);isInCircle(c, p);system("pause");return 0;
}

注：
1.以后也应该是第二种写法：
2,一个类拆分成两块（类的声明和类的实现），类的声明写在头文件里，类的实现写在源文件里。
3.剩下的main函数，以及全局函数等写在另一个源文件里面。
4.类的声明：只需要成员函数的声明和成员属性
类的声明中要写：#pragma once：避免头文件的重复包含和变量的重复定义
5.类的实现：只需要函数的实现（Point:: 标明是Point作用域下的成员函数）
6.什么叫做头文件的重复包含：
在编译c或c++程序时候，编译器首先要对程序进行预处理，预处理其中一项工作便是将你源程序中#include的头文件完整的展开，如果你有意或无意的多次包含相同的头文件，会导致编译器在后面的编译步骤多次编译该头文件，工程代码量小还好，工程量一大会使整个项目编译速度变的缓慢，后期的维护修改变得困难。

4.2 对象的初始化和清理

• 生活中我们买的电子产品都基本会有出厂设置，在某一天我们不用时候也会删除一些自己信息数据保证安全
• 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

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。

注：
1.构造函数解决对象的初始化问题，析构函数解决对象的清理问题。
2.如果我们不提供构造函数和析构函数，编译器会提供，但是提供的是空实现（函数体是空的）；
3.这两个函数也是自动调用，不用手动调用。

构造函数语法：类名(){}

1. 构造函数，没有返回值也不写void
2. 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void
2. 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
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

class Person
{
public://构造函数Person(){cout << "Person的构造函数调用" << endl;}//析构函数~Person(){cout << "Person的析构函数调用" << endl;}};void test01()
{Person p; //局部变量，存储在栈里，当test01()执行结束之后，释放这个对象//所以输出：Person的构造函数调用 和 Person的析构函数调用
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

注：
1.利用new创建堆区的数据，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
2.而这里对象的清理用的是析构函数。

4.2.2 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

​ 按类型分为： 普通构造和拷贝构造（除了拷贝构造函数以外的，都称为普通构造）

三种调用方式：

​ 括号法

​ 显示法

​ 隐式转换法

示例：

//1、构造函数分类
// 按照参数分类分为 有参和无参构造   无参又称为默认构造函数（你不写，编译器会自动提供）
// 按照类型分类分为 普通构造和拷贝构造class Person {
public://无参（默认）构造函数Person() {cout << "无参构造函数!" << endl;}//有参构造函数Person(int a) {age = a;cout << "有参构造函数!" << endl;}//拷贝构造函数Person(const Person& p) {age = p.age;cout << "拷贝构造函数!" << endl;}//析构函数~Person() {cout << "析构函数!" << endl;}
public:int age;
};//2、构造函数的调用
//调用无参构造函数
void test01() {Person p; //调用无参构造函数
}//调用有参的构造函数
void test02() {//2.1  括号法，常用Person p1(10);//注意1：调用无参构造函数不能加括号，如果加了编译器认为这是一个函数声明//Person p2();//2.2 显式法Person p2 = Person(10); Person p3 = Person(p2);//Person(10)单独写就是匿名对象  当前行结束之后，马上析构//2.3 隐式转换法Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10); Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4); //注意2：不能利用 拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器认为是对象声明//Person p5(p4);
}int main() {test01();//test02();system("pause");return 0;
}

1、构造函数分类按照参数分类分为：有参构造函数和无参构造函数   
无参又称为默认构造函数（你不写，编译器会自动提供）有参构造函数：
Person(int a) {age = a;cout << "有参构造函数!" << endl;
}无参构造函数：
Person() {cout << "无参构造函数!" << endl;
}按照类型分类分为 普通构造函数和拷贝构造函数
除了拷贝构造函数之外的都是普通构造函数拷贝构造函数：
Person(const Person& p) {age = p.age;cout << "拷贝构造函数!" << endl;
}
先记住写法，不理解没关系：Person(const Person& p) {}
拷贝：就是把一个person的所有属性全都拷贝到另一个person身上，就是把张三复制一下，再出现一个张三。
所以参数是Person p，不能改变所以是const，又是引用&

2、构造函数的调用括号法：
调用默认构造函数：Person p1;
调用有参构造函数：Person p2(10);
调用拷贝构造函数：Person p3(p2);注意：调用默认构造函数时，不要加（）
例如：Person p1();--->这会被当作是函数的声明，不会创建对象---类似于--->void func();​显示法：
调用默认构造函数：Person p1;
调用有参构造函数：Person p2 = Preson(10);
调用拷贝构造函数：Person p3 = Person(p2);注意1：
单独写出：Person(10);---->叫做匿名对象，就是没有名字的对象。
特点是这个语句执行结束之后，系统会立即回收掉匿名对象（析构），因为没有名字无法使用。
这样再重新理解显示法：Person(10)是一个匿名对象，给他一个名字p2，就是Person p2 = Preson(10);注意2：
不要用拷贝构造函数初始化匿名对象。
p3是拷贝构造函数，如果这样写Person(p3); 编译器会认为是：Person(p3)==Person p3; 对象声明重定义。​隐式转换法：
调用有参构造函数：Person p4 = 10; --实际上是--> Person p4 = Person(10); 
调用拷贝构造函数：Person p5 = p4; --实际上是--> Person p5 = Person(p4); 

总结：
其实不用记那么多
首先：有三种构造函数：无参（默认）构造函数，有参构造函数，拷贝构造函数。然后是构造函数的调用：
调用无参构造函数只能这样：Person p;
根据自己的看法记一种就好了：
老师推荐第一种：括号法，简单：Person p1(10);
但我倾向于显示法，比较好理解：Person p1 = Person(10);

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

示例：

class Person {
public:Person() {cout << "无参构造函数!" << endl;mAge = 0;}Person(int age) {cout << "有参构造函数!" << endl;mAge = age;}Person(const Person& p) {cout << "拷贝构造函数!" << endl;mAge = p.mAge;}//析构函数在释放内存之前调用~Person() {cout << "析构函数!" << endl;}
public:int mAge;
};1. 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象（就是将一个对象复制给另一个对象）
void test01() {//括号法：Person p1(10);Person p2(p1);cout<<"p2的年龄为："<<p2.mAge<<endl;
}2. 值传递的方式给函数参数传值
void doWork(Person p1) {}
void test02() {Person p;    //无参构造函数doWork(p); ----传参数发生了什么？-->相当于Person p1 = p;---->这个就是调用拷贝构造函数
}3. 以值方式返回局部对象
Person doWork2()
{Person p1;cout << (int *)&p1 << endl;  //查看p1对象的地址return p1;
}void test03()
{Person p = doWork2();  cout << (int *)&p << endl;  //查看p对象的地址
}
//p和p1是两个不同的对象。因为是值传递，所以return p1; 就会把p1复制一下，假设复制成了p1'，
然后是把p1'传了出去。Person p = doWork2();  ----> Person p = p1';  --->拷贝构造函数(隐式转换法)int main() {//test01();//test02();test03();system("pause");return 0;
}

总结：
实际上以上只是让你了解构造函数的本质是什么，
无参构造函数，拷贝构造函数，析构函数，这些其实你都可以不写
系统会自动提供：默认无参构造函数，默认析构函数，默认拷贝构造函数
往下接着看：

4.2.4 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
（只要我们写一个类，不写以下三个构造函数，编译器也会给我们提供）

1．默认构造函数(无参，函数体为空)

2．默认析构函数(无参，函数体为空)

3．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

示例：

class Person {
public://无参（默认）构造函数Person() {cout << "无参构造函数!" << endl;}//有参构造函数Person(int a) {age = a;cout << "有参构造函数!" << endl;}//拷贝构造函数Person(const Person& p) {age = p.age;cout << "拷贝构造函数!" << endl;}//析构函数~Person() {cout << "析构函数!" << endl;}
public:int age;
};void test01()
{Person p1(18);//如果不写拷贝构造，编译器会自动添加拷贝构造，并且做浅拷贝操作Person p2(p1);cout << "p2的年龄为： " << p2.age << endl;
}void test02()
{//如果用户提供有参构造，编译器不会提供默认构造，会提供拷贝构造Person p1; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错Person p2(10); //用户提供的有参Person p3(p2); //此时如果用户没有提供拷贝构造，编译器会提供//如果用户提供拷贝构造，编译器不会提供其他构造函数Person p4; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错Person p5(10); //此时如果用户自己没有提供有参，会出错Person p6(p5); //用户自己提供拷贝构造
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：
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

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

示例：

class Person {
public:无参（默认）构造函数Person() {cout << "无参构造函数!" << endl;}有参构造函数Person(int age) {		m_age = age;cout << "有参构造函数!" << endl;}析构函数~Person() {cout << "析构函数!" << endl;}
public:int m_age; 
};void test01()
{Person p1(18);Person p2(p1); --->没有自己定义拷贝构造函数，就会调用系统默认的拷贝构造函数（浅拷贝）cout << "p1的年龄： " << p1.m_age << endl;cout << "p2的年龄： " << p2.m_age << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

默认拷贝构造函数 （浅拷贝） 
Person(const Person& p) {cout << "拷贝构造函数!" << endl;m_age = p.m_age;---->浅拷贝（简单的赋值拷贝操作）
}

接下来修改一下以上代码：
多添加一个属性：身高。
但是这个属性要开辟在堆区，也就是new int(height)，那么就需要一个指针来接：int* m_heightclass Person {
public://无参（默认）构造函数Person() {cout << "无参构造函数!" << endl;}//有参构造函数Person(int age ,int height) {cout << "有参构造函数!" << endl;m_age = age;m_height = new int(height); --->m_height是一个指针}//析构函数~Person() {cout << "析构函数!" << endl;}
public:int m_age;int* m_height;
};void test01()
{Person p1(18, 160);Person p2(p1);   ---->仍然是调用默认拷贝构造函数（浅拷贝）cout << "p1的年龄： " << p1.m_age << " 身高： " << *p1.m_height << endl;  //解引用cout << "p2的年龄： " << p2.m_age << " 身高： " << *p2.m_height << endl;  //解引用
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

以上代码输出没问题，但是有一个问题是：使用new在堆区开辟的数据，由程序员手动开辟，手动释放。
所以现在需要在执行结束时，把m_height释放掉。注意：释放堆区开辟的数据，写在析构函数中。现在就知道了析构函数的作用。
所以上面的析构函数应该改为：~Person() {if(m_height!=NULL){delete m_height;m_height=NULL; ---->避免野指针}cout << "析构函数!" << endl;}再重新运行上述程序，发现程序崩了。这里就出现了问题。
因为是浅拷贝，所以在释放堆区开辟的数据（身高）时出现了问题：

因为用户没有定义拷贝构造函数，所以使用的是默认拷贝构造函数，也就是浅拷贝。
当使用浅拷贝时，p1和p2的身高指针指的是同一个内存，
而要释放时，p2的身高先释放，也就是把堆区中的数据释放掉了，
然后是p1的身高释放，但是堆区中的数据已经被释放掉了，所以就没东西释放了，
所以就出现了堆区的内存重复释放。浅拷贝带来的问题就是：堆区的内存重复释放。
解决办法：
使用深拷贝。编译器提供的浅拷贝不好用，那么就用户自己定义一个拷贝构造函数，重新在堆区创建一个内存。

深拷贝构造函数  
Person(const Person& p) {cout << "拷贝构造函数!" << endl;m_age = p.m_age;m_height = new int(*p.m_height);
}

总结：
如果属性有在堆区开辟的，一定要用户自己定义拷贝构造函数（深拷贝），防止浅拷贝（系统默认构造函数）带来的问题。默认拷贝构造函数 （浅拷贝） 
Person(const Person& p) {cout << "拷贝构造函数!" << endl;m_age = p.m_age;---->浅拷贝（简单的赋值拷贝操作）
}深拷贝构造函数  
Person(const Person& p) {cout << "拷贝构造函数!" << endl;m_age = p.m_age;m_height = new int(*p.m_height);  --->在堆区新创建一个内存
}注意：
在堆区创建的数据，要手动调用new和手动释放（在析构函数中）
比较标准的析构函数写法：
~Person() {if(m_height!=NULL){delete m_height;m_height=NULL; ---->避免野指针}cout << "析构函数!" << endl;
}

4.2.6 初始化列表

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),属性2（值2）... {}

示例：

class Person {
public:传统方式初始化//Person(int a, int b, int c) {//	m_A = a;//	m_B = b;//	m_C = c;//}//初始化列表方式初始化Person() :m_A(10), m_B(20), m_C(30) {}void PrintPerson() {cout << "mA:" << m_A << endl;cout << "mB:" << m_B << endl;cout << "mC:" << m_C << endl;}
private:int m_A;int m_B;int m_C;
};int main() {Person p;p.PrintPerson();system("pause");return 0;
}

以上有个问题就是创建对象的时候只能赋10 20 30
解决办法如下：
class Person {
public://初始化列表方式初始化Person(int a, int b, int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {}void PrintPerson() {cout << "mA:" << m_A << endl;cout << "mB:" << m_B << endl;cout << "mC:" << m_C << endl;}
private:int m_A;int m_B;int m_C;
};int main() {Person p(1, 2, 3);p.PrintPerson();system("pause");return 0;
}记住这个：
Person(int a, int b, int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {}
Person p(1, 2, 3);

4.2.7 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

例如：

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？

示例：

class Phone
{
public:Phone(string name){m_PhoneName = name;cout << "Phone构造" << endl;}~Phone(){cout << "Phone析构" << endl;}string m_PhoneName;};class Person
{
public://初始化列表可以告诉编译器调用哪一个构造函数Person(string name, string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName){cout << "Person构造" << endl;}~Person(){cout << "Person析构" << endl;}void playGame(){cout << m_Name << " 使用" << m_Phone.m_PhoneName << " 牌手机! " << endl;}string m_Name;Phone m_Phone;};
void test01()
{Person p("张三" , "苹果X");p.playGame();
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

结论：
当其他类对象作为本类成员时，先调用其他类的构造函数，再调用本类的构造函数。析构顺序相反

4.2.8 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：

• 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

示例1 ：静态成员变量

class Person
{
public:static int m_A; //静态成员变量//静态成员变量特点：//1 在编译阶段分配内存//2 类内声明，类外初始化//3 所有对象共享同一份数据private:static int m_B; //静态成员变量也是有访问权限的
};
int Person::m_A = 10;
int Person::m_B = 10;void test01()
{//静态成员变量两种访问方式//1、通过对象Person p1;p1.m_A = 100;cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;Person p2;p2.m_A = 200;//共享同一份数据cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;  //200cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;  //200//2、通过类名cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;//cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; //私有权限访问不到
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：
1.类内声明，类外初始化。
看上代码。
int Person::m_A = 10; ---->Person作用域下的成员变量静态成员变量有两种访问方式：
（1）通过对象访问：
Person p1;
p1.m_A = 100;
（2）通过类名访问：
Person::m_A 注意：静态成员变量也有访问权限：
私有静态成员变量，在类外无法访问。2.所有对象共享同一份数据
只要有一个对象的静态成员变量改动，相应的其他对象的静态成员变量也会变化。3 在编译阶段分配内存

示例2：静态成员函数

class Person
{public://静态成员函数特点：//1 所有对象共享同一个函数//2 静态成员函数只能访问静态成员变量static void func(){cout << "func调用" << endl;m_A = 100;//m_B = 100; //错误，不可以访问非静态成员变量。因为无法区分是哪个对象的m_B}static int m_A; //静态成员变量int m_B; // 
private://静态成员函数也是有访问权限的static void func2(){cout << "func2调用" << endl;}
};
int Person::m_A = 10;void test01()
{//静态成员函数的两种访问方式//1、通过对象Person p1;p1.func();//2、通过类名Person::func();//Person::func2(); //私有权限访问不到
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：
1 所有对象共享同一个函数2 静态成员函数只能访问静态成员变量静态成员函数有两种访问方式：
（1）通过对象访问：
Person p1;
p1.func();
（2）通过类名访问：
Person::fun();注意：静态成员函数也有访问权限：
私有静态成员函数，在类外无法访问。

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

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
非静态的成员函数和静态的成员变量，静态成员函数都不属于类的对象上，只有一份。

class Person{};void test01(){Person p;cout<<"size of p="<<sizeof(p)<<endl;
}int main(){test01();system("pause");return 0;
}输出 size of p=1
空对象占用内存空间为1
C++编译器也会给每一个空对象也分配一个字节的内存空间，是为了区分空对象占内存的位置。
每个空对象也应该有独一无二的内存地址

class Person{int m_A;  非静态成员变量
};void test01(){Person p;cout<<"size of p="<<sizeof(p)<<endl;
}int main(){test01();system("pause");return 0;
}输出：size of p=4
此时的对象p不是一个空对象了，里面有一个int m_A，而这时对象p的大小就是int m_A的大小。
说明非静态成员变量属于类的对象上，

class Person{int m_A;                非静态成员变量static int m_B;          静态成员变量void func(){}            非静态成员函数static void func1(){}    静态成员函数
};
int Person::m_B=0;void test01(){Person p;cout<<"size of p="<<sizeof(p)<<endl;
}int main(){test01();system("pause");return 0;
}输出： size of p=4
说明 静态成员变量   静态成员函数 非静态成员函数 都不属于类的对象上

4.3.2 this指针概念

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哪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

class Person{
public:Person(int age){1.当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分this->age=age; ------------->(this指针指向 被调用的成员函数 所属的对象)}2.在类的非静态成员函数中返回对象本身，可使用return *this Person& PersonAddPerson(Person p){this->age += p.age;return *this; --->this是指向p2的指针，而*this指向的就是p2这个对象本体}int age;
}void test01(){Person p1(10);cout<<"p1的年龄为："<<p1.age<<endl;Person p2(10);p2.PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1);cout << "p2.age = " << p2.age << endl;  --->40
}
int main(){test01();system("pause");return 0;
}

4.3.3 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，需要加以判断保证代码的健壮性

示例：

class Person {
public:void ShowClassName() {cout << "我是Person类!" << endl;}void ShowPerson() {cout << mAge << endl;}public:int mAge;
};void test01()
{Person * p = NULL;p->ShowClassName(); --->空指针，可以调用成员函数p->ShowPerson();  ----->这个语句会报错，因为用到了this指针。
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

在ShowPerson()函数中是输出mAge，但其实完整的是this->mAge，
而p->ShowPerson()时，this就是p，p是空指针，那么this也是空指针就会出现空指针异常nullptr
解决办法：
void ShowPerson() {if (this == NULL) {return;}cout << mAge << endl;
}

4.3.4 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

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

示例：

常函数：
class Person{
public:int m_A;mutable int m_B;
public:void showPerson(){m_A=100;}
}
void test01(){Person p;p.showPerson();
}
int main(){test01();system("pause");return 0;
}总结：
this的本质是一个指针常量，this的指向不可以改，this的指向的值可以改。在每一个成员函数里其实都隐藏了一个this
也就是说上面showPerson()里面的m_A=100; 其实是：this->m_A=100;
这里的this是：Person *const this
那么如果想要让this的指向的值也不能改，也就是：const Person *const this就把const加在成员函数的后面：
void showPerson() const
{m_A=100;---->报错   常函数内不可以修改成员属性
}所以这个成员函数后面加的const，其实修饰的是this，让指针指向的值也不可以修改
常函数，在成员函数后加const但是如果想让在常函数中的成员变量也能修改，该怎么办？
成员属性声明时加关键字mutable（可变的）后，在常函数中依然可以修改。
mutable int m_B;

常对象：
1.在对象前+const是常对象
2.常对象只能调用常函数，不能调用普通成员函数。
因为普通成员函数能修改成员属性，但是常对象不能修改成员属性。
3.常对象可以访问成员属性，不能修改成员属性（成员变量）。
4.但是常对象可以修改mutable修饰的成员属性

4.4 友元

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数或者类 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

• 全局函数做友元
• 类做友元
• 成员函数做友元

4.4.1 全局函数做友元

class Building
{//告诉编译器 goodGay全局函数 是 Building类的好朋友，可以访问类中的私有内容friend void goodGay(Building * building);public:Building(){this->m_SittingRoom = "客厅";this->m_BedRoom = "卧室";}public:string m_SittingRoom; //客厅private:string m_BedRoom; //卧室
};void goodGay(Building * building)
{cout << "好基友正在访问： " << building->m_SittingRoom << endl;cout << "好基友正在访问： " << building->m_BedRoom << endl;
}void test01()
{Building b;goodGay(&b);
}int main(){test01();system("pause");return 0;
}

总结：
全局函数作友元
friend+全局函数声明（写在被调用私有成员的类的最上面）
friend void goodGay(Building * building);
形参可以不用指针，可以用引用。

4.4.2 类做友元

class Building;  //类声明
class GoodGay
{
public:GoodGay(); //构造函数void visit();private:Building *building;
};class Building
{//告诉编译器 goodGay类是Building类的好朋友，可以访问到Building类中私有内容friend class GoodGay;public:Building(); //构造函数public:string m_SittingRoom; //客厅
private:string m_BedRoom;//卧室
};//尝试一下在类外写成员函数
Building::Building()
{this->m_SittingRoom = "客厅";this->m_BedRoom = "卧室";
}GoodGay::GoodGay()
{//在堆里创建一个建筑物对象(这里是调用无参构造函数)building = new Building;
}void GoodGay::visit()
{cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}void test01()
{GoodGay gg;gg.visit();}int main(){test01();system("pause");return 0;
}

总结：
类作友元
A类要调用B类的私有成员
friend+A类的类声明(写在B类的最上面)
friend class GoodGay;

4.4.3 成员函数做友元

class Building;
class GoodGay
{
public:GoodGay();void visit(); //只让visit函数作为Building的好朋友，可以发访问Building中私有内容void visit2(); private:Building *building;
};class Building
{//告诉编译器  goodGay类中的visit成员函数 是Building好朋友，可以访问私有内容friend void GoodGay::visit();public:Building();public:string m_SittingRoom; //客厅
private:string m_BedRoom;//卧室
};//类外实现成员函数
Building::Building()
{this->m_SittingRoom = "客厅";this->m_BedRoom = "卧室";
}GoodGay::GoodGay()
{building = new Building;
}void GoodGay::visit()
{cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}void GoodGay::visit2()
{cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;//cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl; 无法访问
}void test01()
{GoodGay  gg;gg.visit();}int main(){test01();system("pause");return 0;
}

总结：
成员函数作友元：一个类的成员函数可以调用另一个类的私有成员
friend+作用域+成员函数声明（写在另一个类的最上面）
friend void GoodGay::visit();

4.5 运算符重载

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

对于内置的数据类型，编译器知道如何进行运算
int a=10;
int b=10;
int c=a+b;两个自定义数据类型的相加：
class Person{
public:int m_A;int m_B;
};Person p1;
p1.m_A=10;
p1.m_B=10;Person p2;
p2.m_A=10;
p2.m_B=10;Person p3=p1+p2;
(这个加法的本质是：
p3.m_A=p1.m_A+p2.m_A
p3.m_B=p1.m_B+p2.m_B)
(对于这个加法，编译器是不知道如何进行运算的)可以自己写成员函数来实现这个加法运算：
Person PersonAddPerson(Person &p){ 这里用&p可以节省内存Person temp;temp.m_A=this->m_A+p.m_A;temp.m_B=this->m_B+p.m_B;return temp;
}既然可以实现，那么函数名可以任意起就太乱了，所以编译器起了一个通用名称：
operator+加号运算符重载有两种方式：第一种：通过成员函数重载加号：
Person operator+(Person &p){ 这里用&p可以节省内存Person temp;temp.m_A=this->m_A+p.m_A;temp.m_B=this->m_B+p.m_B;return temp;
}本质上：Person p3=p1.operator+(p2);
简化为：
Person p3=p1+p2;第二种：通过全局函数重载加号：
Person operator+(Person &p1,Person &p2){ Person temp;temp.m_A=p1.m_A+p1.m_A;temp.m_B=p2.m_A+p2.m_B;return temp;
}本质上：Person p3=operator+(p1,p2);
简化为：
Person p3=p1+p2;

实现：

class Person{
public:1.成员函数重载加号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;}public:int m_A;int m_B;
};void test01(){Person p1;p1.m_A=10;p1.m_B=10;Person p2;p2.m_A=10;p2.m_B=10;(本质上成员函数重载加号：Person p3=p1.operator+(p2);)Person p3=p1+p2;cout<<"p3.m_A="<<p3.m_A<<endl;cout<<"p3.m_B="<<p3.m_B<<endl;
}
int main(){test01();system("pause");return 0;
}

class Person{
public:int m_A;int m_B;
};2.全局函数重载加号
Person operator+(Person &p1,Person &p2){ Person temp;temp.m_A=p1.m_A+p1.m_A;temp.m_B=p2.m_A+p2.m_B;return temp;
}void test01(){Person p1;p1.m_A=10;p1.m_B=10;Person p2;p2.m_A=10;p2.m_B=10;（本质上全局函数重载加号：Person p3=operator+(p1,p2);）Person p3=p1+p2;cout<<"p3.m_A="<<p3.m_A<<endl;cout<<"p3.m_B="<<p3.m_B<<endl;
}int main(){test01();system("pause");return 0;
}

注意：运算符重载，也可以发生函数重载
如果想计算：Person p4=p1+10;  -----> Person+int若使用全局函数重载加号，则：
Person operator+(Person &p1,int value){ Person temp;temp.m_A=p1.m_A+value;temp.m_B=p2.m_A+value;return temp;
}

总结1：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

总结2：不要滥用运算符重载

源码上：const Person &p1 都加了const 不知道为什么

4.5.2 左移运算符重载

作用：可以输出自定义数据类型

正常输出：
int a=10;
cout<<a<<endl;Person p;
p.m_A=10;
P.m_b=10;
cout<<p<<endl;
能不能实现：输出p就直接输出了p.m_A和p.m_B

如果利用成员函数重载左移运算符：
void operator<<(cout){}
本质上：p.operator<<(cout)
简化后：p<<out
而我们想要的是：cout<<p;
所以一般不使用成员函数重载左移运算符，而使用全局函数重载左移运算符:void operator<<(cout,p){}
本质上：operator<<(cout,p)
简化：cout<<pcout是在输出流类ostream中void operator<<(ostream & cout,Person & p){cout<<"m_A="<<p.m_A<<"m_B="<<p.m_B;
}
void test01(){Perosn p;p.m_A=10;P.m_B=10;cout<<p;
}
这样就成功了，但是如果想这样：cout<<p<<endl;或者是多次输出，那么就会出错。
因为这体现的是链式编程思想：现在返回的是void，那么cout<<p<<endl 就是void<<endl; 这样是不行的
那么就要改变返回值：
ostream& operator<<(ostream & cout,Person & p){cout<<"m_A="<<p.m_A<<"m_B="<<p.m_B;return cout;
}
这样就可以实现连续输出：cout<<p<<"hello"<<endl;而cout是一个引用，引用是变量的别名，所以可以把cout改为out：
ostream& operator<<(ostream & out,Person & p){cout<<"m_A="<<p.m_A<<"m_B="<<p.m_B;return out;
}
--->传参时是这样的：ostream & out=cout
------------------------------------------------------------------
最终代码：
一般会把类的成员属性变为私有，这样会导致类外无法访问私有属性，
那么可以借助全局函数友元+有参构造函数解决问题。class Person{friend ostream& operator<<(ostream & out,Person & p);public:Person(int a,int b){m_A=a;m_B=b;}
private:int m_A;int m_B;};ostream& operator<<(ostream & out,Person & p){cout<<"m_A="<<p.m_A<<"m_B="<<p.m_B;return out;
}void test01(){Person p(10,10);cout<<p<<"hello world"<<endl;(cout<<p执行完返回cout，所以接着cout<<"hello world"<<endl)
}int main(){test01();system("pause");return 0;
}

总结：重载左移运算符配合友元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，实现自己的整型数据

对于内部运算符编译器知道怎么运算：
int a=10;
cout<<a++<<endl;
cout<<++a<<endl;但是对于自定义的数据类型，对其进行前置递增和后置递增，编译器就不知道怎么做了：
比如：自定义了一个数据类型MyInteger，对这个数据类型的对象进行前置递增和后置递增操作，
编译器就不知道怎么做了简写：
class MyInteger{
public:int m_Num;
}MyInteger myint;
cout<<myint++<<endl;  ---->其实是myint.m_Num++
cout<<++myint<<endl;  ---->其实是++myint.m_Num对于以上编译器不知道怎么运算，所以要重载递增运算符

例子：

首先写出具体框架
#include<iostream>
using namespace std;//自定义整型
class MyInteger {friend ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint);
public:MyInteger(){m_Num = 0;}
private:int m_Num;
};//重载<<运算符
ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint) {cout << myint.m_Num; //m_Num是私有属性，需要使用友元才能访问return out;
}void test01() {MyInteger myint;cout << myint << endl; //需要重载一下左移运算符
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}输出 0

接着：前置++运算符重载和后置++运算符重载#include<iostream>
using namespace std;//自定义整型
class MyInteger {friend ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint);
public:MyInteger(){m_Num = 0;}//重载前置++运算符MyInteger& operator++() {//先做++运算m_Num++;   //this->m_Num+1//再将自己做一个返回//（若返回值是void，则cout<<++myint<<endl;就是cout<<void<<endl;还是不对）return *this;}//为什么返回值是 MyInteger & ？//返回引用是为了一直对一个数据进行++操作/*如果返回值是MyInteger：MyInteger myint;cout<<++(++myint)<<endl;  2cout<<myint<<endl;  1如果返回值是MyInteger&：MyInteger myint;cout<<++(++myint)<<endl;  2cout<<myint<<endl;  2*///重载后置++运算符//void operator++(int) int代表占位参数(而且只能写int)，//可以用来区分前置递增重载和后置递增重载MyInteger operator++(int) {//先记录当时结果MyInteger temp = *this;//后递增m_Num++;  //this->m_Num+1//最后将记录的结果返回return temp;}/*为什么这里返回的是MyInteger值，而不是MyInteger& 引用？因为如果返回的是引用，这里返回的是局部对象temp的引用，而局部对象在当前函数执行完之后会被释放，再返回其引用就是非法操作了*/private:int m_Num;
};//重载<<运算符
ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint) {cout << myint.m_Num; //m_Num是私有属性，需要使用友元才能访问return out;
}void test01() {MyInteger myint;cout << ++(++myint) << endl; //需要重载一下左移运算符cout << myint << endl;}void test02() {MyInteger myint;cout << myint++ << endl;cout << myint << endl;}int main() {test01();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

1. 默认构造函数(无参，函数体为空)
2. 默认析构函数(无参，函数体为空)
3. 默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝
4. 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

C++编译器会默认提供赋值运算符operator=, 对属性进行值拷贝(浅拷贝)；
但是当类中有属性指向了堆区，再做赋值运算时，因为堆区的数据需要手动释放，所以会出现重复释放的问题。
解决方法：
重载赋值运算符，进行深拷贝（在堆区另创建一个空间）

示例：

class Person
{
public:Person(int age){//将年龄数据开辟到堆区m_Age = new int(age);}~Person(){if (m_Age != NULL){delete m_Age;m_Age = NULL;}}//年龄的指针int *m_Age;
};void test01()
{Person p1(18);Person p2(20);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;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}问题：堆区内存重复释放

class Person
{
public:Person(int age){//将年龄数据开辟到堆区m_Age = new int(age);}//重载赋值运算符 void operator=(Person &p){//编译器提供的代码是浅拷贝//m_Age = p.m_Age;//应该先判断是否有属性在堆区，如果有，先释放再进行深拷贝意思是：Person p1(18);Person p2(20);p2=p1;---->在进行赋值运算之前，因为已经有了Person p2(20); 先把p2在堆区的内存释放，再赋值if (m_Age != NULL){delete m_Age;m_Age = NULL;}//提供深拷贝 解决浅拷贝的问题m_Age = new int(*p.m_Age);}~Person(){if (m_Age != NULL){delete m_Age;m_Age = NULL;}}//年龄的指针int *m_Age;};void test01()
{Person p1(18);Person p2(20);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;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}这个代码还有一个问题：无法进行多次赋值操作
void test01()
{Person p1(18);Person p2(20);Person p3(22);p3 = p2 = p1; ------------->这里p3=会出现问题，因为上面重载赋值运算符的返回值是void，也就是p2=p1执行完之后，返回的是void，所以需要修改返回值类型为当前对象本身。
}

最终代码：
class Person
{
public:Person(int age){//将年龄数据开辟到堆区m_Age = new int(age);}//重载赋值运算符 Person& operator=(Person &p){if (m_Age != NULL){delete m_Age;m_Age = NULL;}//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;}~Person(){if (m_Age != NULL){delete m_Age;m_Age = NULL;}}
public://年龄的指针int *m_Age;
};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;
}

4.5.5 关系运算符重载

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

关系运算符：> < == !=对于内置的数据类型，编译器知道如何去比较：
例如：
int a=10;
int b=20;
if(a==b){cout<<"a和b相等"<<endl;
}但是对于自定义的数据类型，编译器不知道怎么去比较
例如：
Person p1;
Person p2;
if(p1==p2){cout<<"p1和p2相等"<<endl;
}所以就是要重载关系运算符

示例：

class Person
{
public:string m_Name;int m_Age;
public:Person(string name, int age){m_Name = name;m_Age = age;};//等于运算符重载bool operator==(Person & p){if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age){return true;}else{return false;}}//不等于运算符重载bool operator!=(Person & p){if (this->m_Name != p.m_Name && this->m_Age != p.m_Age){return true;}else{return false;}}};void test01()
{Person p1("Tom",18);Person p2("Tom",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是相等的"<<endl;}
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

4.5.6 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

示例：

class MyPrint
{
public://重载函数调用运算符void operator()(string text){cout << text << endl;}};
void test01()
{//重载的（）操作符 也称为仿函数MyPrint myFunc;myFunc("hello world");
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

仿函数非常灵活，没有固定的写法：
class MyAdd
{
public:int operator()(int v1, int v2){return v1 + v2;}
};void test02()
{MyAdd add;int ret = add(10, 10);cout << "ret = " << ret << endl;//匿名对象调用（MyAdd()匿名对象：当前行执行完立即被释放）cout << "MyAdd()(100,100) = " << MyAdd()(100, 100) << endl;
}int main() {test02();system("pause");return 0;
}

4.6 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，例如下图中：

我们发现，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

4.6.1 继承的基本语法

例如我们看到很多网站中，都有公共的头部，公共的底部，甚至公共的左侧列表，只有中心内容不同

接下来我们分别利用普通写法和继承的写法来实现网页中的内容，看一下继承存在的意义以及好处

普通实现：

//Java页面
class Java 
{
public:void header(){cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;}void footer(){cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;}void left(){cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;}void content(){cout << "JAVA学科视频" << endl;}
};
//Python页面
class Python
{
public:void header(){cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;}void footer(){cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;}void left(){cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;}void content(){cout << "Python学科视频" << endl;}
};
//C++页面
class CPP 
{
public:void header(){cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;}void footer(){cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;}void left(){cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;}void content(){cout << "C++学科视频" << endl;}
};void test01()
{//Java页面cout << "Java下载视频页面如下： " << endl;Java ja;ja.header();ja.footer();ja.left();ja.content();cout << "--------------------" << endl;//Python页面cout << "Python下载视频页面如下： " << endl;Python py;py.header();py.footer();py.left();py.content();cout << "--------------------" << endl;//C++页面cout << "C++下载视频页面如下： " << endl;CPP cp;cp.header();cp.footer();cp.left();cp.content();}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

继承实现：

//公共页面
class BasePage
{
public:void header(){cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;}void footer(){cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;}void left(){cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;}};//Java页面
class Java : public BasePage
{
public:void content(){cout << "JAVA学科视频" << endl;}
};
//Python页面
class Python : public BasePage
{
public:void content(){cout << "Python学科视频" << endl;}
};
//C++页面
class CPP : public BasePage
{
public:void content(){cout << "C++学科视频" << endl;}
};void test01()
{//Java页面cout << "Java下载视频页面如下： " << endl;Java ja;ja.header();ja.footer();ja.left();ja.content();cout << "--------------------" << endl;//Python页面cout << "Python下载视频页面如下： " << endl;Python py;py.header();py.footer();py.left();py.content();cout << "--------------------" << endl;//C++页面cout << "C++下载视频页面如下： " << endl;CPP cp;cp.header();cp.footer();cp.left();cp.content();}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：

继承的好处：可以减少重复的代码
继承语法： class+子类名+ : +继承方式+父类名

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。

4.6.2 继承方式

继承的语法：class 子类 : 继承方式 父类

继承方式一共有三种：

• 公共继承
• 保护继承
• 私有继承

1.不管是哪种继承方式，父类的私有成员子类无法访问
2.公有继承：不变
3.保护继承：父类的公有和保护在子类中都变成保护
4.私有继承：父类的公有和保护在子类中都变成私有

示例：

class Base1
{
public: int m_A;
protected:int m_B;
private:int m_C;
};//公共继承
class Son1 :public Base1
{
public:void func(){m_A=10; //可访问 public权限(父类中的公共权限成员，到子类中依然是公共权限)m_B=10; //可访问 protected权限(父类中的保护权限成员，到子类中依然是保护权限)//m_C=10; //父类中的私有权限成员，子类不可访问}
};void test01()
{Son1 s1;s1.m_A; //其他类只能访问到公共权限//s1.m_B=100;//在Son1中，m_B是保护权限，类外访问不到
}

保护继承
class Base2
{
public:int m_A;
protected:int m_B;
private:int m_C;
};class Son2:protected Base2
{
public:void func(){m_A=100; //可访问 protected权限(父类中的公共成员，在子类变为保护权限)m_B=100; //可访问 protected权限(父类中的保护成员，在子类中仍为保护权限)//m_C; //父类中的私有成员，子类不可访问}
};
void test2()
{Son2 s1;//s1.m_A=1000; //在Son2中，m_A变为保护权限，类外访问不到//s1.m_B=1000;//在Son2中，m_B为保护权限，类外访问不到
}

私有继承
class Base3
{
public:int m_A;
protected:int m_B;
private:int m_C;
};class Son3:private Base3
{
public:void func(){m_A=100; //可访问 private权限(父类中公共成员，到子类中变为私有成员)m_B=100; //可访问 private权限(父类中保护成员，到子类中变为私有成员)//m_C=100; //父类中私有成员，子类不可访问}
};void test03()
{Son3 s1;//s1.m_A=1000;//在Son3中，m_A为私有成员，类外访问不到//s1.m_B=1000;//在Son3中，m_B为私有成员，类外访问不到
}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=1000;//m_B=1000;//m_C;}
};

4.6.3 继承中的对象模型

问题：从父类继承过来的成员，哪些属于子类对象中？

示例：

class Base
{
public:int m_A;
protected:int m_B;
private:int m_C; 
};//公共继承
class Son :public Base
{
public:int m_D;
};void test01()
{cout << "size of Son = " << sizeof(Son) << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}输出：size of Son=16

结论：
父类中所有非静态成员属性都会被子类继承下去，不管是什么继承方式；
以上代码中：父类中的私有成员属性，是被编译器给隐藏了，因此访问不到，但是确实被子类继承了。

可以利用工具查看结论是否正确：

打开工具窗口后，定位到当前CPP文件的盘符

然后输入： cl /d1 reportSingleClassLayout查看的类名 所属文件名

效果如下图：

4.6.4 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

问题：父类和子类的构造和析构顺序是谁先谁后？

示例：

class Base 
{
public:Base(){cout << "Base构造函数!" << endl;}~Base(){cout << "Base析构函数!" << endl;}
};class Son : public Base
{
public:Son(){cout << "Son构造函数!" << endl;}~Son(){cout << "Son析构函数!" << endl;}};void test01()
{//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Son s;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：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

4.6.5 继承同名成员处理方式

问题：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

示例：

同名成员变量：
class Base {
public:Base(){m_A = 100;}public:int m_A;
};class Son : public Base {
public:Son(){m_A = 200;}public:int m_A;
};void test01()
{Son s;cout << "Son下的m_A = " << s.m_A << endl;cout << "Base下的m_A = " << s.Base::m_A << endl;}
int main() {test01();system("pause");return EXIT_SUCCESS;
}

同名成员函数：
class Base {
public:void func(){cout << "Base - func()调用" << endl;}
};class Son : public Base {void func(){cout << "Son - func()调用" << endl;}
};void test01()
{Son s;s.func();  //子类中的func()函数s.Base::func();  //父类中的func()函数
}
int main() {test01();system("pause");return EXIT_SUCCESS;
}

同名成员函数 另一种情况：当父类中：对成员函数func()进行了重载，也就是func(int a)，
这样对于子类来说如果想要调用父类的func(int a)成员函数该怎么做？
是： Son s   s.func(10) ?
不能这样写。因为当子类与父类拥有同名成员函数，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.Base::func(10)class Base {
public:void func(){cout << "Base - func()调用" << endl;}void func(int a){cout << "Base - func(int a)调用" << endl;}
};class Son : public Base {
public:void func(){cout << "Son - func()调用" << endl;}
};void test01()
{Son s;s.func();    //子类中的func()函数s.Base::func();  //父类中的func()函数s.Base::func(10);   //父类中的func(int a)函数}
int main() {test01();system("pause");return EXIT_SUCCESS;
}

总结：
1. 子类对象可以直接访问到子类中同名成员
2. 子类对象加作用域可以访问到父类同名成员
3. 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，加作用域可以访问到父类中同名函数class Base{...};
class Son:public Base{...};
void test(){Son s;cout << "Son下的m_A = " << s.m_A << endl;cout << "Base下的m_A = " << s.Base::m_A << endl;s.func(); 子类中的func()函数s.Base::func();  父类中的func()函数s.Base::func(10);   父类中的func(int a)函数}

4.6.6 继承同名静态成员处理方式

问题：继承中同名的静态成员在子类对象上如何进行访问？

静态成员和非静态成员出现同名，处理方式一致

• 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

问题：如果子类和父类的静态成员同名，该怎么处理？
解决：同名静态成员处理方式和非静态处理方式一样；
但是对于静态成员有两种访问方式：通过对象和通过类名。
所以分开讲解

示例：

静态成员变量特点：
1.编译时分配内存
2.所有对象共享同一份数据
3.类内声明，类外初始化//同名成员属性
class Base {
public:static int m_A;
};int Base::m_A = 100;class Son : public Base {
public:static int m_A;
};int Son::m_A = 200;void test01()
{//通过对象访问cout << "通过对象访问： " << endl;Son s;cout << "Son  下 m_A = " << s.m_A << endl;cout << "Base 下 m_A = " << s.Base::m_A << endl;//通过类名访问cout << "通过类名访问： " << endl;cout << "Son  下 m_A = " << Son::m_A << endl;//第一个::表示通过类名来访问，第二个::表示父类的作用域下cout << "Base 下 m_A = " << Son::Base::m_A << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

//同名成员函数
class Base {
public:static void func(){cout << "Base - static void func()" << endl;}static void func(int a){cout << "Base - static void func(int a)" << endl;}
};class Son : public Base {
public:static void func(){cout << "Son - static void func()" << endl;}
};void test02()
{//通过对象访问cout << "通过对象访问： " << endl;Son s;s.func();s.Base::func();cout << "通过类名访问： " << endl;Son::func();   //子类的func()Son::Base::func();   //父类的func()//出现同名，子类会隐藏掉父类中所有同名成员函数，需要加作作用域访问Son::Base::func(100);  //父类的func(int a)
}
int main() {test02();system("pause");return 0;
}

通过对象访问：s.m_A  --->子类中
s.Base::m_A  --->父类中s.func(); --->子类中
s.Base::func();  --->父类中通过类名访问：Son::m_A  --->子类中
Son::Base::m_A  --->父类中Son::func();  --->子类中
Son::Base::func();    --->父类中
Son::Base::func(100);   --->父类中

和上一小节4.6.5一样，两节可以一块看。

4.6.7 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

C++实际开发中不建议用多继承

示例：

class Base1 {
public:Base1(){m_A = 100;}
public:int m_A;
};class Base2 {
public:Base2(){m_B = 200;  }
public:int m_B;
};//语法：class 子类：继承方式 父类1 ，继承方式 父类2 
class Son : public Base2, public Base1 
{
public:Son(){m_C = 300;m_D = 400;}
public:int m_C;int m_D;
};void test01()
{Son s;cout << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}输出：sizeof Son =16
也可以使用开发人员命令提示符工具查看：

同名问题：加作用域解决class Base1 {
public:Base1(){m_A = 100;}
public:int m_A;
};class Base2 {
public:Base2(){m_A = 200;  //开始是m_B 不会出问题，但是改为mA就会出现不明确}
public:int m_A;
};//语法：class 子类：继承方式 父类1 ，继承方式 父类2 
class Son : public Base2, public Base1 
{
public:Son(){m_C = 300;m_D = 400;}
public:int m_C;int m_D;
};//多继承容易产生成员同名的情况
//通过使用类名作用域可以区分调用哪一个基类的成员
void test01()
{Son s;cout <<"Base1下的m_A:"<< s.Base1::m_A << endl;cout <<"Base2下的m_A:"<< s.Base2::m_A << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： 多继承中如果父类中出现了同名情况，子类使用时候要加作用域

4.6.8 菱形继承

菱形继承概念：

​ 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

典型的菱形继承案例：

菱形继承问题：

1. 羊继承了动物的数据，驼同样继承了动物的数据，当草泥马使用数据时，就会产生二义性。（比如：动物有年龄，羊会继承年龄，驼也会继承年龄，那么羊驼既会继承羊的年龄又会继承驼的年龄，这就出现了问题）
   

2. 草泥马继承自动物的数据继承了两份，其实我们应该清楚，这份数据我们只需要一份就可以。
   

解决第一个问题：使用作用域#include<iostream>
using namespace std;//动物类
class Animal {
public:int m_Age;
};//羊类
class Sheep :public Animal {};//驼类
class Tuo :public Animal {};//羊驼类
class SheepTuo :public Sheep, public Tuo {};void tests() {SheepTuo st;st.Sheep::m_Age = 18;st.Tuo::m_Age = 28;//当菱形继承时，两个父类拥有同样的数据，需要加作用域区分cout << "st.Sheep::m_Age =" << st.Sheep::m_Age << endl;cout << "st.Tuo::m_Age =" << st.Tuo::m_Age << endl;//但是只需要一份数据就好了，羊驼会接收到两个数据，菱形继承会导致数据有两份，浪费内存//可以看到下图 SheepTuo 有两个m_Age
}int main() {tests();system("pause");return 0;
}输出：
st.Sheep::m_Age = 18
st.Tuo::m_Age = 28
st.SheepTuo = 未知

解决第二个问题：通过虚继承，解决菱形继承的问题在继承的定义之前+virtual --->虚继承
而此子类的父类叫做：虚基类class Animal --->虚基类
class Sheep :virtual public Animal {};
class Tuo :virtual public Animal {};

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 {};void test01()
{SheepTuo st;st.Sheep::m_Age = 18;st.Tuo::m_Age = 28;cout << "st.Sheep::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl;cout << "st.Tuo::m_Age = " <<  st.Tuo::m_Age << endl;cout << "st.m_Age = " << st.m_Age << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}输出：
st.Sheep::m_Age = 28
st.Tuo::m_Age = 28
st.SheepTuo = 28

底层解释：
如下图：
使用了虚继承之后，Sheep和Tuo从Animal继承的是一个虚基类指针vbptr(virtual base pointer)
这个指针指向的是虚基列表vbtable(virtual base table)
在这个表中记录了偏移量  通过偏移量可以找到m_Age。
所以这样就使得年龄这个数据只有一份，怎么改都是这份。

总结：
* 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
* 利用虚继承可以解决菱形继承问题

4.7 多态

4.7.1 多态的基本概念

多态是C++面向对象三大特性之一

多态（多种形态）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

下面通过案例进行讲解多态

class Animal
{
public:void speak(){cout << "动物在说话" << endl;}
};class Cat :public Animal
{
public:void speak(){cout << "小猫在说话" << endl;}
};void DoSpeak(Animal & animal)   //Animal & animal=cat
{animal.speak();
}void test01()
{Cat cat;DoSpeak(cat);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}输出 动物在说话
但是我们想要输出的是 小猫在说话
为什么没有实现？animal.speak();
因为上面这个speak()函数的地址是早绑定，在编译阶段段就确定了函数地址
如果想让猫说话，那么这个函数地址就不能提前绑定，需要在运行阶段进行绑定（地址晚绑定）
如何实现地址晚绑定？虚函数virtual void speak(){cout << "动物在说话" << endl;}
这样做之后，animal.speak(); 就不确定地址是什么，
只有当传入的是Cat对象时--->DoSpeak(cat); 才确定是Cat类中的speak()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;}
};class Cat :public Animal
{
public:void speak(){cout << "小猫在说话" << endl;}
};class Dog :public Animal
{
public:void speak(){cout << "小狗在说话" << endl;}};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
//多态使用：
//父类指针或引用指向子类对象void test01()
{Cat cat;DoSpeak(cat);Dog dog;DoSpeak(dog);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}输出：
小猫在说话
小狗在说话

总结：多态满足条件（如何实现多态）：
1.有继承关系
2.子类重写父类中的 虚函数多态使用条件：
父类指针或引用指向子类对象

class Animal
{
public:virtual void speak()  --->父类虚函数{cout << "动物在说话" << endl;}
};class Cat :public Animal  --->继承
{
public:virtual void speak()    --->子类重写父类虚函数(这里的virtual，可以写也可以不写){cout << "小猫在说话" << endl;}
};void DoSpeak(Animal & animal)   --->父类指针或引用指向子类对象
{animal.speak();
}void test01()
{Cat cat;DoSpeak(cat);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

重写和重载是不一样的。
重写：函数返回值类型 函数名 参数列表 完全一致称为重写

4.7.2 多态的底层原理

class Animal
{
public:void speak()  {cout << "动物在说话" << endl;}
};class Cat :public Animal
{
public:void speak()  {cout << "小猫在说话" << endl;}
};void test01(){cout<<"size of Animal="<<sizeof(Animal)<<endl;cout<<"size of Cat="<<sizeof(Cat)<<endl;
}int main(){test01();system("pause");return 0;
}输出：
size of Animal=1
size of Cat=1
因为成员函数是分开存储的，所以Animal这个类相当于空类。
Cat类也是这个情况

class Animal
{
public:virtual void speak()  {cout << "动物在说话" << endl;}
};class Cat :public Animal
{
public:virtual void speak()  {cout << "小猫在说话" << endl;}
};void test01(){cout<<"size of Animal="<<sizeof(Animal)<<endl;cout<<"size of Cat="<<sizeof(Cat)<<endl;
}int main(){test01();system("pause");return 0;
}而加了virtual之后，
size of Animal=4
size of Cat=4
在Animal类中，这个4是虚函数指针
而Cat类继承了这个指针，所以也是4

4.7.3 多态案例一-计算器类

案例描述：

分别利用普通写法和多态技术，设计实现两个操作数进行运算的计算器类

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

示例：

//普通实现
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;//计算器操作（不使用多态）
class Calculator {
public:int m_Num1; //操作数1int m_Num2; //操作数2
public:int getResult(string oper) {//加法if (oper == "+") {return m_Num1 + m_Num2;}else if (oper == "-") {//减法return m_Num1 - m_Num2;}else if (oper == "*") {//乘法return m_Num1 * m_Num2;}//如果要扩展新的功能，需要修改源码（不支持）//在开发中提倡：开闭原则//开闭原则：对扩展进行开放，对修改进行关闭（扩展源码而不是修改源码）}
};void test11() {//创建计算器对象Calculator c;c.m_Num1 = 10;c.m_Num2 = 10;cout << c.m_Num1 << "+" << c.m_Num2 << "=" << c.getResult("+") << endl;cout << c.m_Num1 << "-" << c.m_Num2 << "=" << c.getResult("-") << endl;cout << c.m_Num1 << "*" << c.m_Num2 << "=" << c.getResult("*") << endl;
}int main() {test11();system("pause");return 0;
}

//多态实现
//计算器基类
class AbstractCalculator
{
public:int m_Num1;int m_Num2;
public :virtual int getResult()    //父类虚函数{return 0;}
};//加法计算器
class AddCalculator :public AbstractCalculator  //继承
{
public:int getResult()   //子类重写父类虚函数{return m_Num1 + m_Num2;}
};//减法计算器
class SubCalculator :public AbstractCalculator   //继承
{
public:int getResult()   //子类重写父类虚函数{return m_Num1 - m_Num2;}
};//乘法计算器
class MulCalculator :public AbstractCalculator   //继承
{
public:int getResult()   //子类重写父类虚函数{return m_Num1 * m_Num2;}
};//如果要扩展新的功能，就不用修改源码了void test02()
{//多态的使用条件：父类的指针或者引用指向子类的对象//创建加法计算器AbstractCalculator *abc = new AddCalculator;   //new 创建在堆区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() {test02();system("pause");return 0;
}

总结：C++开发提倡利用多态设计程序架构，因为多态优点很多
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

4.7.4 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 ;

当类中有了纯虚函数，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

示例：

class Base
{
public://纯虚函数//类中只要有一个纯虚函数就称为抽象类//抽象类无法实例化对象//子类必须重写父类中的纯虚函数，否则也属于抽象类virtual void func() = 0;
};class Son :public Base
{
public:virtual void func() {cout << "func调用" << endl;};
};void test01()
{Base * base = NULL;//base = new Base; // 错误，抽象类无法实例化对象base = new Son;base->func();delete base;//记得销毁
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

4.7.5 多态案例二-制作饮品

案例描述：

制作饮品的大致流程为：煮水 - 冲泡 - 倒入杯中 - 加入辅料

利用多态技术实现本案例，提供抽象制作饮品基类，提供子类制作咖啡和茶叶

示例：

//多态：
//基类中写纯虚函数（基类变为抽象类）+继承+子类重写虚函数+父类型的指针或者引用指向子类型的对象//抽象制作饮品
class AbstractDrinking {
public://烧水virtual void Boil() = 0;//冲泡virtual void Brew() = 0;//倒入杯中virtual void PourInCup() = 0;//加入辅料virtual void PutSomething() = 0;//规定流程void MakeDrink() {Boil();Brew();PourInCup();PutSomething();}
};//制作咖啡
class Coffee : public AbstractDrinking {
public://烧水virtual void Boil() {cout << "煮农夫山泉!" << endl;}//冲泡virtual void Brew() {cout << "冲泡咖啡!" << endl;}//倒入杯中virtual void PourInCup() {cout << "将咖啡倒入杯中!" << endl;}//加入辅料virtual void PutSomething() {cout << "加入牛奶!" << endl;}
};//制作茶水
class Tea : public AbstractDrinking {
public://烧水virtual void Boil() {cout << "煮自来水!" << endl;}//冲泡virtual void Brew() {cout << "冲泡茶叶!" << endl;}//倒入杯中virtual void PourInCup() {cout << "将茶水倒入杯中!" << endl;}//加入辅料virtual void PutSomething() {cout << "加入枸杞!" << endl;}
};//业务函数
void DoWork(AbstractDrinking* drink) {    //AbstractDrinking* drink=new Coffee;drink->MakeDrink();delete drink;
}void test01() {DoWork(new Coffee);cout << "--------------" << endl;DoWork(new Tea);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

4.7.6 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(){}

class Animal {
public:Animal(){cout << "Animal 构造函数调用！" << endl;}virtual void Speak() = 0;~Animal(){cout << "Animal析构函数调用！" << endl;}
};class Cat : public Animal {
public:Cat(string name){cout << "Cat构造函数调用！" << endl;m_Name = new string(name);}virtual void Speak(){cout << *m_Name <<  "小猫在说话!" << endl;}~Cat(){cout << "Cat析构函数调用!" << endl;if (m_Name != NULL) {delete m_Name;m_Name = NULL;}}public:string *m_Name;
};void test01()
{Animal *animal = new Cat("Tom");animal->Speak();delete animal;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}输出：
Animal 构造函数调用！
Cat构造函数调用！
小猫在说话!
Animal析构函数调用！Cat析构函数调用! 这句话没输出
说明m_Name在堆中内存未释放，会导致内存泄漏问题原因：
delete animal;
父类指针在析构的时候，不会调用子类的析构函数，导致如果子类有堆区属性，会出现内存泄漏。如何解决问题：
利用虚析构函数就可以解决这个问题，可以解决父类指针释放子类对象不干净的问题。
virtual ~Animal(){cout << "Animal析构函数调用！" << endl;
}也可以使用纯虚析构：
1.纯虚析构需要声明也需要实现（需要实现是因为，有可能也要释放父类的属性在堆区的内存）
2.一个类里如果有纯虚析构，这个类就是抽象类
3.虚析构和纯虚析构只能选一种写。class Animal {
public:Animal(){cout << "Animal 构造函数调用！" << endl;}virtual void Speak() = 0;//纯虚析构virtual ~Animal() = 0;
};//纯虚析构的实现
Animal::~Animal()
{cout << "Animal 纯虚析构函数调用！" << endl;
}

示例：

class Animal {
public:Animal(){cout << "Animal 构造函数调用！" << endl;}virtual void Speak() = 0;//析构函数加上virtual关键字，变成虚析构函数//virtual ~Animal()//{//	cout << "Animal虚析构函数调用！" << endl;//}virtual ~Animal() = 0;
};Animal::~Animal()
{cout << "Animal 纯虚析构函数调用！" << endl;
}//和包含普通纯虚函数的类一样，包含了纯虚析构函数的类也是一个抽象类。不能够被实例化。class Cat : public Animal {
public:Cat(string name){cout << "Cat构造函数调用！" << endl;m_Name = new string(name);}virtual void Speak(){cout << *m_Name <<  "小猫在说话!" << endl;}~Cat(){cout << "Cat析构函数调用!" << endl;if (this->m_Name != NULL) {delete m_Name;m_Name = NULL;}}public:string *m_Name;
};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;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：
​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

4.7.7 多态案例三-电脑组装

案例描述：

电脑主要组成部件为 CPU（用于计算），显卡（用于显示），内存条（用于存储）

将每个零件封装出抽象基类，并且提供不同的厂商生产不同的零件，例如Intel厂商和Lenovo厂商

创建电脑类提供让电脑工作的函数，并且调用每个零件工作的接口

测试时组装三台不同的电脑进行工作

示例：

#include<iostream>
using namespace std;//抽象CPU类
class CPU
{
public://抽象的计算函数virtual void calculate() = 0;
};//抽象显卡类
class VideoCard
{
public://抽象的显示函数virtual void display() = 0;
};//抽象内存条类
class Memory
{
public://抽象的存储函数virtual void storage() = 0;
};//电脑类
class Computer
{
public:Computer(CPU * cpu, VideoCard * vc, Memory * mem){m_cpu = cpu;m_vc = vc;m_mem = mem;}//提供工作的函数void work(){//让零件工作起来，调用接口m_cpu->calculate();m_vc->display();m_mem->storage();}//提供析构函数 释放3个电脑零件~Computer(){//释放CPU零件if (m_cpu != NULL){delete m_cpu;m_cpu = NULL;}//释放显卡零件if (m_vc != NULL){delete m_vc;m_vc = NULL;}//释放内存条零件if (m_mem != NULL){delete m_mem;m_mem = NULL;}}private:CPU * m_cpu; //CPU的零件指针VideoCard * m_vc; //显卡零件指针Memory * m_mem; //内存条零件指针
};//具体厂商
//Intel厂商
class IntelCPU :public CPU
{
public:virtual void calculate(){cout << "Intel的CPU开始计算了！" << endl;}
};class IntelVideoCard :public VideoCard
{
public:virtual void display(){cout << "Intel的显卡开始显示了！" << endl;}
};class IntelMemory :public Memory
{
public:virtual void storage(){cout << "Intel的内存条开始存储了！" << endl;}
};//Lenovo厂商
class LenovoCPU :public CPU
{
public:virtual void calculate(){cout << "Lenovo的CPU开始计算了！" << endl;}
};class LenovoVideoCard :public VideoCard
{
public:virtual void display(){cout << "Lenovo的显卡开始显示了！" << endl;}
};class LenovoMemory :public Memory
{
public:virtual void storage(){cout << "Lenovo的内存条开始存储了！" << endl;}
};void test01()
{//第一台电脑零件CPU * intelCpu = new IntelCPU;VideoCard * intelCard = new IntelVideoCard;Memory * intelMem = new IntelMemory;cout << "第一台电脑开始工作：" << endl;//创建第一台电脑Computer * computer1 = new Computer(intelCpu, intelCard, intelMem);computer1->work();delete computer1;cout << "-----------------------" << endl;cout << "第二台电脑开始工作：" << endl;//第二台电脑组装Computer * computer2 = new Computer(new LenovoCPU, new LenovoVideoCard, new LenovoMemory);;computer2->work();delete computer2;cout << "-----------------------" << endl;cout << "第三台电脑开始工作：" << endl;//第三台电脑组装Computer * computer3 = new Computer(new LenovoCPU, new IntelVideoCard, new LenovoMemory);;computer3->work();delete computer3;}

5 文件操作

程序运行时产生的数据都属于临时数据，程序一旦运行结束都会被释放

通过文件可以将数据持久化

C++中对文件操作需要包含头文件 < fstream >

文件类型分为两种：

1. 文本文件 - 文件以文本的ASCII码形式存储在计算机中
2. 二进制文件 - 文件以文本的二进制形式存储在计算机中，用户一般不能直接读懂它们

操作文件的三大类:

1. ofstream：写操作
2. ifstream： 读操作
3. fstream ： 读写操作

5.1文本文件

5.1.1写文件

写文件步骤如下：

1. 包含头文件

   #include <fstream>

2. 创建流对象

   ofstream ofs;

3. 打开文件

   ofs.open(“文件路径”,打开方式);

4. 写数据

   ofs << “写入的数据”;

5. 关闭文件

   ofs.close();

   ​

文件打开方式：

打开方式	解释
ios::in	为读文件而打开文件
ios::out	为写文件而打开文件
ios::ate	初始位置：文件尾
ios::app	追加方式写文件
ios::trunc	如果文件存在，先删除，再创建
ios::binary	以二进制方式操作

注意： 文件打开方式可以配合使用，利用 | 操作符

例如：用 (二进制方式) (写文件) ios::binary | ios:: out

示例：

文本文件 写文件
#include <fstream>void test01()
{ofstream ofs;ofs.open("test.txt", ios::out);ofs << "姓名：张三" << endl;ofs << "性别：男" << endl;ofs << "年龄：18" << endl;ofs.close();
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：
1.文件操作必须包含头文件 fstream
2.读文件可以利用 ofstream  ，或者fstream类
3.打开文件时候需要指定操作文件的路径，以及打开方式
（文件的路径可以是绝对路径也可以是相对路径，相对路径就会放在当前项目的路径下）
4.利用<<可以向文件中写数据
5.操作完毕，要关闭文件

5.1.2读文件

读文件与写文件步骤相似，但是读取方式相对于比较多

读文件步骤如下：

1. 包含头文件

   #include <fstream>

2. 创建流对象

   ifstream ifs;

3. 打开文件并判断文件是否打开成功

   ifs.open(“文件路径”,打开方式);

4. 读数据

   四种方式读取

5. 关闭文件

   ifs.close();

示例：

文本文件 读文件
#include <fstream>void test01()
{1、包含头文件2、创建流对象ifstream ifs;3、打开文件 并且判断是否打开成功ifs.open("test.txt", ios::in);if (!ifs.is_open()){cout << "文件打开失败" << endl;return;}4、读数据第一种方式char buf[1024] = { 0 };  //创建一个字符数组，初始化为0，将文件中的数据放进这个数组中while (ifs >> buf)  //ifs>>buf  读文件（读完会自动停止）{cout << buf << endl;}第二种char buf[1024] = { 0 };while (ifs.getline(buf,sizeof(buf)))   //类中有一个成员函数getline(放进字符数组中，最多都几个字节)获取一行，{cout << buf << endl;}第三种string buf;  //放进字符串中(加#include <string>)while (getline(ifs, buf))//getline(istream输入流对象，放进字符串)  全局函数{cout << buf << endl;}第四种(不推荐，得到文件的每一个字符放入c中，直到读到文件尾(EOF，end of file)，输出c)char c;while ((c = ifs.get()) != EOF){cout << c;}5、关闭文件ifs.close();
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}读数据的方式可以任意选一种，感觉第三种简单点

总结：
1.读文件可以利用 ifstream  ，或者fstream类
2.利用is_open函数可以判断文件是否打开成功
3.close 关闭文件 

5.2 二进制文件

以二进制的方式对文件进行读写操作

打开方式要指定为 ios::binary

5.2.1 写文件

二进制方式写文件主要利用流对象调用成员函数write

函数原型 ：ostream& write(const char * buffer,int len);

参数解释：字符指针buffer指向内存中一段存储空间。len是读写的字节数

示例：

二进制文件 写文件
#include <fstream>
#include <string>//二进制操作文件功能强大，不仅可以操作内置的数据类型(int等)，还可以操作自定义的数据类型
class Person
{
public:char m_Name[64];  //姓名（不要用字符串，用字符串可能会出现一些问题，用字符数组）int m_Age;  //年龄
};void test01()
{1、包含头文件2、创建输出流对象ofstream ofs;//也可以写ofstream ofs("person.txt", ios::out | ios::binary);  //那么下面的打开文件就不用写了3、打开文件ofs.open("person.txt", ios::out | ios::binary);4、写文件Person p = {"张三"  , 18};ofs.write((const char *)&p, sizeof(p));  //ostream& write(const char * buffer,int len)5、关闭文件ofs.close();
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：
文件输出流对象 可以通过write函数，以二进制方式写数据

5.2.2 读文件

二进制方式读文件主要利用流对象调用成员函数read

函数原型：istream& read(char *buffer,int len);

参数解释：字符指针buffer指向内存中一段存储空间。len是读写的字节数

示例：

#include <fstream>
#include <string>class Person
{
public:char m_Name[64];int m_Age;
};void test01()
{ifstream ifs;ifs.open("person.txt", ios::in | ios::binary);if (!ifs.is_open()){cout << "文件打开失败" << endl;return;}Person p;ifs.read((char *)&p, sizeof(p));cout << "姓名： " << p.m_Name << " 年龄： " << p.m_Age << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

文件输入流对象 可以通过read函数，以二进制方式读数据

注：本文从黑马程序员C++教学讲义转载+部分个人改善