C++ - 类和对象

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，创建圆的对象
	// 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 = = 62.8
	cout << "圆的周长为： " << c1.calculateZC() << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

 

 

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:
	void setName(string name) {
		m_name = name;
	}
	void setID(int id) {
		m_id = id;
	}

	void showStudent() {
		cout << "name:" << m_name << " ID:" << m_id << endl;
	}
public:
	string m_name;
	int m_id;
};

int main() {

	Student stu;
	stu.setName("德玛西亚");
	stu.setID(250);
	stu.showStudent();

	system("pause");

	return 0;
}

 

 

 

 

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

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 {
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("苍井");
	//cout << "情人： " << p.m_Lover << endl;  //只写属性，不可以读取

	system("pause");

	return 0;
}

 

 

 

 

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。

 

1545533548532

 

 

 

 

 

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。

 

1545533829184

 

 

 

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。

 

 

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;
}

int main() {
	
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

 

 

 

 

 

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

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
// 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;
}

 

 

 

 

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
void test01() {

	Person man(100); //p对象已经创建完毕
	Person newman(man); //调用拷贝构造函数
	Person newman2 = man; //拷贝构造

	//Person newman3;
	//newman3 = man; //不是调用拷贝构造函数，赋值操作
}

//2. 值传递的方式给函数参数传值
//相当于Person p1 = p;
void doWork(Person p1) {}
void test02() {
	Person p; //无参构造函数
	doWork(p);
}

//3. 以值方式返回局部对象
Person doWork2()
{
	Person p1;
	cout << (int *)&p1 << endl;
	return p1;
}

void test03()
{
	Person p = doWork2();
	cout << (int *)&p << endl;
}


int main() {

	//test01();
	//test02();
	test03();

	system("pause");

	return 0;
}

 

 

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

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;
}

 

 

 

 

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

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

class Person
{
public:
	Person() 
	{
		cout << "无参构造函数!" << endl;
	}
	Person(int age, int height) 
	{
		cout << "有参构造函数!" << endl;
		m_age = age;
		m_height = new int(height);
	}
	~Person() 
	{
		cout << "析构函数!" << endl;
		if (m_height != NULL)
		{
			delete m_height;
		}
	}
public:
	int m_age;
	int* m_height;
};

void test01()
{
	Person p1(18, 180);
	Person p2(p1);

	cout << "p1的年龄： " << p1.m_age << " 身高： " << *p1.m_height << endl;
	cout << "p2的年龄： " << p2.m_age << " 身高： " << *p2.m_height << endl;
}

int main() 
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

我们知道堆区的内存由我们程序员手动开辟手工释放，所以要在析构对象的时候释放内存。

编译+运行，可以发现报错了

报错原因：堆区内存重复释放

 

深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

class Person 
{
public:
	Person() 
	{
		cout << "无参构造函数!" << endl;
	}
	Person(int age, int height) 
	{
		cout << "有参构造函数!" << endl;
		m_age = age;
		m_height = new int(height);
	} 
	Person(const Person& p) 
	{
		cout << "拷贝构造函数!" << endl;
		//如果不利用深拷贝在堆区创建新内存，会导致浅拷贝带来的重复释放堆区问题
		m_age = p.m_age;
		m_height = new int(*p.m_height);
	}
	~Person() 
	{
		cout << "析构函数!" << endl;
		if (m_height != NULL)
		{
			delete m_height;
		}
	}
public:
	int m_age;
	int* m_height;
};

void test01()
{
	Person p1(18, 180);
	Person p2(p1);
	cout << "p1的年龄： " << p1.m_age << " 身高： " << *p1.m_height << endl;
	cout << "p2的年龄： " << p2.m_age << " 身高： " << *p2.m_height << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

解决办法：重新在堆区开辟一块内存，让自己的身高指向这块内存

 

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

 

 

 

 

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(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;
}

 

 

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()
{
	//当类中成员是其他类对象时，我们称该成员为 对象成员
	//构造的顺序是 ：先调用对象成员的构造，再调用本类构造
	//析构顺序与构造相反
	Person p("张三" , "苹果X");
	p.playGame();

}


int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

 

 

 

 

 

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;
	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; //共享同一份数据
	cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;

	//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;
}

 

示例2：静态成员函数

class Person
{

public:

	//静态成员函数特点：
	//1 程序共享一个函数
	//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
	}

	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()
{
	//静态成员变量两种访问方式

	//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;
}

 

 

 

 

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

 

class Person {
public:
	Person() {
		mA = 0;
	}
	//非静态成员变量占对象空间
	int mA;
	//静态成员变量不占对象空间
	static int mB; 
	//函数也不占对象空间，所有函数共享一个函数实例
	void func() {
		cout << "mA:" << this->mA << endl;
	}
	//静态成员函数也不占对象空间
	static void sfunc() {
	}
};

int main() {

	cout << sizeof(Person) << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

 

 

 

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

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;
	}

	Person& PersonAddPerson(Person p)
	{
		this->age += p.age;
		//返回对象本身
		return *this;
	}

	int age;
};

void test01()
{
	Person p1(10);
	cout << "p1.age = " << p1.age << endl;

	Person p2(10);
	p2.PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1);
	cout << "p2.age = " << p2.age << endl;
}

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：

//空指针访问成员函数
class Person {
public:

	void ShowClassName() {
		cout << "我是Person类!" << endl;
	}

	void ShowPerson() {
		if (this == NULL) {
			return;
		}
		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();  //但是如果成员函数中用到了this指针，就不可以了
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

 

 

 

 

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：

class Person {
public:
	Person() {
		m_A = 0;
		m_B = 0;
	}

	//this指针的本质是一个指针常量，指针的指向不可修改
	//如果想让指针指向的值也不可以修改，需要声明常函数
	void ShowPerson() const {
		//const Type* const pointer;
		//this = NULL; //不能修改指针的指向 Person* const this;
		//this->mA = 100; //但是this指针指向的对象的数据是可以修改的

		//const修饰成员函数，表示指针指向的内存空间的数据不能修改，除了mutable修饰的变量
		this->m_B = 100;
	}

	void MyFunc() const {
		//mA = 10000;
	}

public:
	int m_A;
	mutable int m_B; //可修改 可变的
};


//const修饰对象  常对象
void test01() {

	const Person person; //常量对象  
	cout << person.m_A << endl;
	//person.mA = 100; //常对象不能修改成员变量的值,但是可以访问
	person.m_B = 100; //但是常对象可以修改mutable修饰成员变量

	//常对象访问成员函数
	person.MyFunc(); //常对象不能调用const的函数

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

 

4.3.5 this及返回自身对象的引用

this:调用成员函数的时候，编译器负责把对象地址传（&myTime）递给成员函数中隐藏的this形参。

在系统角度来看，任何对类成员的直接访问都是被this隐式调用的。

  • this有个const修饰符，只能用来指向已确定的那个对象，不能更改。
  • this只能在成员函数中使用，全局函数静态函数不能使用this。
  • 在成员普通函数中，this是一个指向非const对象的const指针。（this 等价于 Time *const this,const修饰this，this不能指向其他对象，但this指向的对象中的成变量可以被修改。）
  • 在const成员函数中，this指针是一个指向const对象的const指针（this 等价于 const Time * const this）。
class Time 
{
public:
    int hour;
    int minute;
public:
    //把对象自己返回去了
    Time& add_hour(int temp_hour);
    Time& add_minute(int minute);
};

//实际工作中，this能省则省。
Time & Time::add_hour(int temphour) 
{
    this->hour += temphour;//等价于 hour += temphour;
    return *this;//把对象自己返回去了，固定写法。指向本对象的指针。*this表示对象本身。
}
Time& Time::add_minute(int minute) 
{
    this->minute += minute;//区分成员变量和形参
    return *this;
}

int main()
{
    Time myTime;
    myTime.add_hour(3);
    myTime.add_hour(3).add_minute(10);//返回自己，可以连续调用。
}

 

4.3.6 如何返回对象自身

返回对象，无非两种方式，返回栈对象和堆对象指针，栈对象指针不能返回，因为可能使用不该使用的内存，堆对象也不能直接返回，因为会产生内存泄漏。下面，我们分析两种返回方式的优缺点，及针对缺点的解决方案。

这里有个注意点，返回this指针指向的自身对象时，可以返回引用。

 

返回栈对象

  • 优点：不用手动释放内存，避免了内存泄漏；
  • 缺点：会产生对象拷贝，如果对象比较大，比如，对象里面有大数组，会产生性能开销。

 

返回堆对象指针

  • 优点：不会产生对象拷贝，对性能友好；
  • 缺点：函数调用之后手动释放对象，代码管理难度和内存泄漏风险提高。

那有没有办法，把上面的缺点全克服了呢？有！

  • 返回栈对象：用移动构造函数减少大对象拷贝；
  • 返回堆指针：借助智能指针，避免内存泄漏。

注意：返回栈对象时，虽然很多编译器做了编译优化，即使不写移动构造函数，也不会产生对象拷贝，但是，为了应对还没有编译优化的编译器，建议写好移动构造函数。

可以看下面代码。

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	int i;
	string* bigObj; //假设这是大对象
	A()
	{
		bigObj = new string("abc");
		cout << "A created." << endl;
	}
	~A()
	{
		if (bigObj != nullptr)
		{
			delete bigObj;
			bigObj = nullptr;
		}
		cout << "A delete." << endl;
	}
	A(const A& a) :i(a.i), bigObj(new string(*(a.bigObj)))
	{
		cout << "A copied." << endl;
	}
	//建议在类里面写好移动构造函数，解决返回对象时对象拷贝带来的性能开销。
	A(A&& a) :i(a.i), bigObj(a.bigObj)
	{
		a.bigObj = nullptr;
		cout << "A moved." << endl;
	}
};

//1.如果没有编译器优化，如果没有移动构造函数，这种写法调用拷贝构造函数，产生对象复制
A GetAInstance1()
{
	A a;
	return a;
}

//2.这种写法运行没问题，但是要在函数调用之后手动释放对象，
//代码管理难度和内存泄漏风险提高。
A* GetAInstance2()
{
	A* a = new A;
	return a;
}

//3.这种写法没问题
unique_ptr<A> GetAInstance3()
{
	unique_ptr<A> a(new A);
	return a;
}

//4.这样返回会造成内存泄漏
A GetAInstance4()
{
	A* a = new A;//此处的a无法释放
	return *a;
}

//5.这样返回会使用不该使用的内存，造成程序运行不稳定
A* GetAInstance5()
{
	A a;
	return &a;
}

int main()
{
	A a1 = GetAInstance1();
	cout << "-----------------" << endl;
	A* a2 = GetAInstance2();
	delete a2;
	cout << "-----------------" << endl;
	unique_ptr<A> a3 = GetAInstance3();
	cout << "Main Over" << endl;
	return 0;
}

运行结果:

 

 

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;
}

 

4.4.2 类做友元

 

class Building;
class goodGay
{
public:

	goodGay();
	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();

public:
	string m_SittingRoom; //客厅
private:
	string m_BedRoom;//卧室
};

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 test01()
{
	goodGay gg;
	gg.visit();

}

int main(){

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

 

 

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
};

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;
}

void test01()
{
	goodGay  gg;
	gg.visit();

}

int main(){
    
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

 

 

 

 

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

 

class Person 
{
public:
	Person() {};
	Person(int a, int b)
	{
		this->m_A = a;
		this->m_B = b;
	}
	//成员函数实现 + 号运算符重载
	Person operator+(const 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;
};

//全局函数实现 + 号运算符重载
//Person operator+(const Person& p1, const Person& p2) {
//	Person temp(0, 0);
//	temp.m_A = p1.m_A + p2.m_A;
//	temp.m_B = p1.m_B + p2.m_B;
//	return temp;
//}

//运算符重载 可以发生函数重载 
Person operator+(const Person& p2, int val)  
{
	Person temp;
	temp.m_A = p2.m_A + val;
	temp.m_B = p2.m_B + val;
	return temp;
}

void test() {

	Person p1(10, 10);
	Person p2(20, 20);

	//成员函数方式
	Person p3 = p2 + p1;  //相当于 p2.operaor+(p1)
	cout << "mA:" << p3.m_A << " mB:" << p3.m_B << endl;


	Person p4 = p3 + 10; //相当于 operator+(p3,10)
	cout << "mA:" << p4.m_A << " mB:" << p4.m_B << endl;

}

int main() {

	test();

	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不可能改变的

总结2：不要滥用运算符重载

 

 

 

4.5.2 左移运算符重载

 

作用：可以输出自定义数据类型

 

class Person 
{
    //使用友元函数 重载输出运算符
	friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);

public:

	Person(int a, int b)
	{
		this->m_A = a;
		this->m_B = b;
	}

	//成员函数 实现不了  p << cout 不是我们想要的效果
	//void operator<<(Person& p){
	//}

private:
	int m_A;
	int m_B;
};


ostream& operator<<(ostream& out, Person& p) 
{
	out << "a:" << p.m_A << " b:" << p.m_B;
	return out;
}

void test() 
{

	Person p1(10, 20);

	cout << p1 << "hello world" << endl; //链式编程
}

int main() {

	test();

	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 右移运算符重载

作用：可以输入自定义数据类型

class Person
{
	//使用友元函数 重载输出运算符
	friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);

	//使用友元函数 重载输入运算符
	friend istream& operator>>(istream& out, Person& p);

public:
	Person()
	{
	}
	Person(int a, int b)
	{
		this->m_A = a;
		this->m_B = b;
	}

	//成员函数 实现不了  p << cout 不是我们想要的效果
	//void operator<<(Person& p){
	//}

private:
	int m_A;
	int m_B;
};

ostream& operator<<(ostream& out, Person& p)
{
	out << "a:" << p.m_A << " b:" << p.m_B;
	return out;
}

istream& operator>>(istream& in, Person& p)
{
	in >> p.m_A;
	in >> p.m_B;
	return in;
}

void test()
{

	Person p1;

	cin >> p1;
	cout << p1;
}

int main() 
{

	test();

	system("pause");

	return 0;
}

 

 

 

4.5.4 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

 

class MyInteger {

	friend ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint);

public:
	MyInteger() {
		m_Num = 0;
	}
	//前置++
	MyInteger& operator++() {
		//先++
		m_Num++;
		//再返回
		return *this;
	}

	//后置++
	MyInteger operator++(int) {
		//先返回
		MyInteger temp = *this; //记录当前本身的值，然后让本身的值加1，但是返回的是以前的值，达到先返回后++；
		m_Num++;
		return temp;
	}

private:
	int m_Num;
};


ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint) {
	out << myint.m_Num;
	return out;
}


//前置++ 先++ 再返回
void test01() {
	MyInteger myInt;
	cout << ++myInt << endl;
	cout << myInt << endl;
}

//后置++ 先返回 再++
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

 

 

 

 

 

 

4.5.5 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

 

 

示例：

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;
		}
		//编译器提供的代码是浅拷贝
		//m_Age = p.m_Age;

		//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;
		}
	}

	//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();

	//int a = 10;
	//int b = 20;
	//int c = 30;

	//c = b = a;
	//cout << "a = " << a << endl;
	//cout << "b = " << b << endl;
	//cout << "c = " << c << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

 

 

 

 

4.5.6 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

 

示例：

class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	};

	bool operator==(Person & p)
	{
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}

	bool operator!=(Person & p)
	{
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return false;
		}
		else
		{
			return true;
		}
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test01()
{
	//int a = 0;
	//int b = 0;

	Person a("孙悟空", 18);
	Person b("孙悟空", 18);

	if (a == b)
	{
		cout << "a和b相等" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "a和b不相等" << endl;
	}

	if (a != b)
	{
		cout << "a和b不相等" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "a和b相等" << endl;
	}
}


int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

 

 

4.5.7 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:
	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");
}


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  
	cout << "MyAdd()(100,100) = " << MyAdd()(100, 100) << endl;
}

int main() {

	test01();
	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：

1544861202252

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==

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

 

示例：公共继承

//公共继承
class Base1
{
public:
	int m_A;
protected:
	int m_B;
private:
	int m_C;
};

class Son1 : public Base1
{
public:
	void func()//类内
	{
		m_A; //可访问
		m_B; //可访问
		//m_C; //不可访问
	}
};

void myClass()//类外
{
	Son1 s1;
	s1.m_A; //可访问
	//s1.m_B; //不可访问
	//s1.m_C; //不可访问
}

示例：保护继承

//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()//类内
	{
		m_A; //可访问
		m_B; //可访问
		//m_C; //不可访问
	}
};

void myClass2()//类外
{
	Son2 s;
	//s.m_A; //不可访问
	//s.m_B; //不可访问
	//s.m_C; //不可访问
}

示例：私有继承

//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()//类内
	{
		m_A; //可访问
		m_B; //可访问
		//m_C; //不可访问
	}
};

void myClass3()//类外
{
	Son3 s;
	//s.m_A; //不可访问
	//s.m_B; //不可访问
	//s.m_C; //不可访问
}

我们可以总结如下：

1. 基类私有成员，无论什么派生权限，派生类内成员函数和类外都是不可以访问的。

2. 私有继承，无论基类原来什么类型，在派生类外通过成员函数都不可以访问。

3. 派生类从基类中吸收的成员的访问权限为基类中访问权限和派生时派生权限两者之中最低的一种。

 

并根据派生的权限、基类中定义的权限，在派生类的类内和类外不同访问时的组合情况，列出下表：

 

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; //私有成员只是被隐藏了，但是还是会继承下去
};

//公共继承
class Son :public Base
{
public:
	int m_D;
};

void test01()
{
	cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

 

 

利用工具查看：

 

1545881904150

 

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：

 

1545882158050

 

结论： 父类中私有成员也是被子类继承下去了，只是由编译器给隐藏后访问不到

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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：

class Base {
public:
	Base()
	{
		m_A = 100;
	}

	void func()
	{
		cout << "Base - func()调用" << endl;
	}

	void func(int a)
	{
		cout << "Base - func(int a)调用" << endl;
	}

public:
	int m_A;
};


class Son : public Base {
public:
	Son()
	{
		m_A = 200;
	}

	//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
	//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
	void func()
	{
		cout << "Son - func()调用" << endl;
	}
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;

	s.func();
	s.Base::func();
	s.Base::func(10);

}
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，子类会隐藏父类中同名成员函数，加作用域可以访问到父类中同名函数

 

 

 

 

 

 

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

 

示例：

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;
	}

	static int m_A;
};

int Base::m_A = 100;

class Son : public Base {
public:
	static void func()
	{
		cout << "Son - static void func()" << endl;
	}
	static int m_A;
};

int Son::m_A = 200;

//同名成员属性
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;
	cout << "Base 下 m_A = " << Son::Base::m_A << endl;
}

//同名成员函数
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();
	Son::Base::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);
}
int main() {

	//test01();
	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：同名静态成员处理方式和非静态处理方式一样，只不过有两种访问的方式（通过对象 和 通过类名）

 

 

 

 

 

 

4.6.7 多继承

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_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 << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl;
	cout << s.Base1::m_A << endl;
	cout << 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

 

类继承时的构造函数

这篇文章主要介绍了C++类继承时的构造函数，C++中，子类继承父类除去构造函数和析构函数以外的所有成员。因此，子类需要编写自己的构造函数和析构函数。

子类需要编写自己的构造函数和析构函数，需要注意的是，子类只负责对新增的成员进行初始化和扫尾编写构造和析构函数，父类成员的初始化和扫尾工作由父类的构造函数和析构函数完成。

无论何种类型的继承方式，子类都无权访问父类的所有成员，所以子类对父类的初始化需要父类的构造函数完成。此时，子类的构造函数必须提供父类构造函数所需的参数。

 

子类构造函数的语法如下：

子类::子类(全部参数表):父类1(父类1参数表),父类2(父类2参数表)
      ...对象成员1(对象成员1参数表),对象成员2(对象成员2参数表)

其中，“全部参数表”中包含“所有父类所需参数”和“子类新增成员所需参数”；对象成员表示子类新增的对象成员（某些外部类的对象作为子类成员）。

必须指出，子类首先调用父类的构造函数，然后才调用自身的构造函数；如果子类含有多个构造函数，那么按照子类继承各个父类时的声明顺序，来调用各个父类的构造函数。

 

2. 单继承的方式：只有一个父类

示例1：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
//单继承 只有一个父类
class MM 
{
public:
	MM() 
	{
		cout << "父类的无参构造函数" << endl;
	}
	MM(string name, int money):name(name),money(money)
	{
		cout << "父类的带参构造函数" << endl;
	}
	void print() 
	{
		cout << name << "\t" << money << endl;
	}
protected:
	string name;
	int money;
};
class Son :public MM 
{
public:
	//如果子类需要这样写构造函数，父类必须存在一个无参的构造函数
	Son()		//等效Son():MM()
	{
		cout << "子类的无参构造函数" << endl;
	}
	//自己的属性怎样初始化都可以，但是父类的中继承下来的属性，必须调用父类的构造函数初始化
	Son(string name, int money,int age) :MM(name, money)
	{
		this->age = age;
		cout << "子类的带参构造函数" << endl;
	}
	Son(int age) :MM("baby", 199), age(age) 
	{

	}
protected:
	int age;
};

int main() 
{
	Son son;
	Son sontest("baby",100,8);
	sontest.print();
	Son bigSon(1);
	bigSon.print();
	return 0;
}

 继承中的构造函数注意事项：

  • 父类的属性通过父类的构造函数初始化

  • 子类中的构造函数，必须要调用父类构造函数，必须采用初始化参数列表的方式

 

3. 多继承的方式：两个或者两个以上的父类

下面定义了X、Y和Z三个类，然后Point类继承这三个类：

示例2：

class X
{
public:
    X(int value) //有参构造
    {
        printf("init X %d \n", value);
    }
};

class Y
{
public:
    Y(int value)//有参构造
    {
        printf("init Y %d \n", value);
    }
};

class Z
{
public:
    Z()//无参构造
    {
        printf("init Z \n");
    }
};


class Point: public X, public Y , public Z
{
public:
    Point(int value_x, int value_y, int value_point):X(value_x),Y(value_y) 
    {
        printf("init Point %d \n", value_point);
    }
};

int main() 
{
    Point p(333, 666, 999);
    return 0;
}

可以看出，Point类的构造函数“全部参数表”中给出了“父类所需参数”和“本类成员所需参数”（此例中Point类没有对象成员），并以初始化列表的方式对各个父类进行初始化。下面定义Point类对象，

 

来查看子类和父类构造函数的调用顺序：

编译运行得到下面的结果

再次证明：因为Point声明时先继承X类后继承Y类，所以先调用X构造函数后调用Y构造函数，最后调用Z类构造函数。

此外，某个父类构造函数不需要参数时，子类构造函数可以不考虑此父类，系统会调用该父类默认的构造函数（比如上述的Z类）。如果某个父类即含有需要参数的构造函数，又含有不需参数的构造函数，程序员可自行决定使用哪一个。

 

通过总结可以得出，子类构造函数代码运行次序如下：

  • 首先，按照父类在继承声明时的次序调用对应构造函数；
  • 其次，按照子类的对象成员在子类中声明次序对其进行初始化；
  • 最后，执行子类构造函数体；

 

 

 

4.6.8 虚基类（菱形继承）

为什么要引入虚基类？在类的继承中，如果我们遇到这种情况，如下图所示：

“B和C同时继承A，而B和C都被D继承”在此时，假如A中有一个函数fun（）当然同时被B和C继承，而D按理说继承了B和C，同时也应该能调用fun()函数。这一调用就有问题了，到底是要调用B中的fun（）函数还是调用C中的fun（）函数呢？因此这个问题被形象地称为菱形继承问题。菱形继承，也就是所谓的钻石问题，通常发生在多重继承的情况下。比如，一个类D继承自两个类B和C，而B和C又都继承自同一个基类A。这时候，当D创建对象时，会包含两份A的成员，可能导致数据冗余和二义性。

在C++中，有两种方法实现调用：(注意：这两种方法效果是不同的)

  1. 使用作用域标识符来唯一表示它们比如：B::fun（）
  2. 另一种方法是定义虚基类，使派生类中只保留一份拷贝。

 

方法1：作用域标识符表示

#include<iostream>
using namespace std;


class base
{
public:
	base()
	{
		a = 5; 
        cout << "base=" << a << endl;
	}
protected:
	int a;
};

class base1 :public base
{
public:
	base1()
	{
		a = a + 10;
		cout << "base1=" << a << endl;
	}
};

class base2 :public base
{
public:
	base2()
	{
		a = a + 20;
		cout << "base2=" << a << endl;
	}
};

class derived :public base1, public base2
{
public:
	derived()
	{
		cout << "base1::a=" << base1::a << endl;
		cout << "base2::a=" << base2::a << endl;
	}
};

int main()
{
	derived obj;
	return 0;
}

程序运行结果:

 

这是第一种方法的典型例子。写的时候新手要注意几个易敲错的点：

1.多继承定义的时候是一个权限名对应一个基类，class derived:public base1, public base2 不能是class derived:public base1,base2

2.注意相邻两个基类的说明是用逗号分隔，不要再忘了。

3.老生常谈的问题吧，不要忘记类定义最后的那个分号！！！！！

这段程序的调用顺序一定要学会熟练分析：

1.开始定义base1，而base1继承了base类，所以base1的定义又要回到base的定义，所以先执行base的构造函数base(){a=5;cout<<"base="<<a<<endl;}这时显示第一条base a=5.

2.随后，调用base1的构造函数，显示base1 a=15 这时base1定义完毕。

3.开始调用base2，而base2同样继承了base类，所以base2的定义又要再次回到base的构造函数所以这时输出的是base a=5 。

4.随后再调用base2的构造函数，输出base2 a=25 。

5.最后在derived中分作用域调用a，虽然是同样名称的变量a，但在base1的作用域中表现为a=15，在base2作用域中表现为a=25。

所以这里最后的答案为：

base a=5
base1 a=15
base a=5
base2 a=25
base1::a=15
base2::a=25

实际上构造函数调用可以通过树状图来写，特别是对于多级继承关系，可以写出每一级里面继承的基类，而每一层最后一个树枝是该类的构造函数，而每一个基类又可以用同样的方法展开，直到分离到最后完全没有继承关系的基类为止。

 

方法2：虚基类的调用

在 C++ 中，虚基类（Virtual Base Class） 是解决多重继承中菱形继承（菱形问题/Diamond Problem）的核心机制。当多个派生类继承自同一个基类，而最终又有一个类同时继承这些派生类时，可能会引发数据冗余和二义性问题。虚基类通过共享基类实例来解决这个问题。

#include<iostream>
using namespace std;


class base
{
public:
    base()
    {
        a = 5;
        cout << "base=" << a << endl;
    }
protected:
    int a;
};

class base1 :virtual public base
{
public:
    base1()
    {
        a += 10;
        cout << "base1=" << a << endl;
    }
};

class base2 :virtual public base
{
public:
    base2()
    {
        a += 20;
        cout << "base2=" << a << endl;
    }
};

class derived :public base1, public base2
{
public:
    derived()
    {
        cout << "derived a =" << a << endl;
    }
};

int main()
{
    derived obj;
    return 0;
}

程序运行结果:

 

在定义了虚基类后，就等于告诉了系统，这里的a是base1和base2所共有的，对于调用base1和base2构造函数的修改都是针对同一个a而言（也就是基类和两个派生类所共有的）。而对于第一个例子中针对作用域的，相当于在继承时把a拷贝给了base1和base2，而彼此之间的a是无关联的。

这个过程最后为：

1.设定为虚基类后，系统知道base1和base2都是由base派生出的，所以它就统一先构造base，调用base的构造函数。

2.再按照顺序调用base1和base2的构造函数，只不过在此时，大家在构造时操作的都是同一个a。

所以在虚基类中，其构造顺序的思路是反着来的：


虚基类的另一种理解：虚基类的核心在于这个“虚”字，base1和base2本身作为虚基类相当于算是基类base的两个延伸（就相当于是base的一个外挂），而对于derived类来说，最本质的基类还是base，而基类base与虚基类base1和base2组成一个基类体系，或者一个基类生态，通过对这个生态中不同虚基类的继承，就可以形成不同的接口，生成不同的派生类。

 

虚基类的初始化

我们対上面的分析再做一个总结：

（1）如果在虚基类中定义有带形参的构造函数**，并且没有定义缺省形参的构造函数，则整个继承结构中，所有直接或者间接的派生类都必须在构造函数的成员初始化表中列出对虚基类构造函数的调用。**这句话是什么意思呢？我们改造上面的代码：

#include<iostream>
using namespace std;


class base 
{
public:
    base(int s)
    {
        a = s; 
        cout << "base=" << a << endl;
    }

protected:
    int a;
};//注意点1：base（）构造函数里面有定义形参，所以此时下面的base1，base2
//虚基类的构造函数在定义时要列出对该基类构造函数的调用。

class base1 :virtual public base 
{
public:
    base1(int s, int h) :base(s) 
    {
        a += h; 
        cout << "base1=" << a << endl; 
    }
};//注意点2：虚基类base1的第一个括号内是**“总表**”也就是里面既要有输入上基
//类的构造函数的参数，又要包括自己独有的参数

class base2 :virtual public base 
{
public:
    base2(int s) :base(s)
    {
        a += 20; 
        cout << "base2=" << a << endl; 
    }
};

class derived :public base1, public base2 
{
public:
    derived(int s, int h, int d) :base(s), base1(s, h), base2(s)
    { 
        cout << "derived a =" << a + d << endl;
    }
    //注意点3：此处也一样，前面的括号里是总表，不要忘记基类的形参int s。
    //注意，此时base基类一定是先放第一个的，之后才是虚基类，而虚基类间顺序没有要求。
};


int main()
{
    derived obj(5, 8, 9);
    //注意点4：此处的填数顺序和derived的构造函数的参数顺序一样，相当于在derived的构造函数中，冒号前的括号在接收数据，冒号后是在将接收到的数据分配到各个构造函数。
    return 0;
}

运行结果：

我把上述注意点汇总一下：

注意点1：基类构造函数里面有定义形参，所以此时下面的base1，base2虚基类的构造函数在定义时要列出对该基类构造函数的调用。

注意点2：虚基类base1的第一个括号内是**“总表**”也就是里面既要有输入上基类的构造函数的参数，又要包括自己独有的参数。

注意点3：此处也一样，前面的括号里是总表，不要忘记基类的形参int s。注意，此时基类构造函数一定是先放第一个的，之后才是虚基类，而虚基类间顺序没有要求。

注意点4：在主函数定义变量时的填数顺序和derived的构造函数的参数顺序一样，相当于在derived的构造函数中，冒号前的括号在接收数据，冒号后是在将接收到的数据分配到各个构造函数。

（2）如果一个虚基类派生出了多个派生类，那么决定虚基类成员的，是那个最远的派生类所调用的构造函数，而其他派生类调用的构造函数会被自动忽略。如果是同级的话（一样远），那就按照最后一个派生类调用的构造函数为准（比如图中以子类1.1.1.1.1的调用为准，因为最远）

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

4.7.0 多态的基本概念

 

多态是C++面向对象三大特性之一

多态分为两类

  • 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

#include <iostream>
using namespace std;


//多态满足条件： 
//1、有继承关系
//2、子类重写父类中的虚函数
//多态的使用：
//父类指针或引用指向子类对象

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:
	virtual void speak()
	{
		cout << "小猫在说话" << endl;
	}
};

class Dog :public Animal
{
public:

	virtual void speak()
	{
		cout << "小狗在说话" << endl;
	}

};
//我们希望传入什么对象，那么就调用什么对象的函数
//如果函数地址在编译阶段就能确定，那么静态联编
//如果函数地址在运行阶段才能确定，就是动态联编

void DoSpeak(Animal& animal)
{
	animal.speak();
}


int main()
{
	//父类引用指向子类对象
	Cat cat;//初始化猫类
	DoSpeak(cat);
	Dog dog;//初始化狗类
	DoSpeak(dog);
	Animal animal;//初始化动物类
	DoSpeak(animal);

	//父类指针指向子类对象
	//Animal* animal_cat = new Cat();
	//animal_cat->speak();
	//Animal* animal_dog = new Dog();
	//animal_dog->speak();
	//Animal* animal = new Animal();
	//animal->speak();

	system("pause");

	return 0;
}

运行结果：

总结：

多态满足条件

  • 有继承关系

  • 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

重写：函数返回值类型 函数名 参数列表 完全一致称为重写

 

 

4.7.1 多态的原理剖析

首先写一个空类，查看它的大小

#include <iostream>
using namespace std;

class Animal
{
public:


};

int main()
{
	cout<<"Animal size: "<<sizeof(Animal)<<endl;

	system("pause");
	return 0;
}

可以看到空类的大小是1个字节

 

当我们写上虚函数时，再查看它的大小

#include <iostream>
using namespace std;

class Animal
{
public:

	virtual void speak()
	{
		cout << "动物在说话" << endl;
	}
};

int main()
{

	cout << "Animal size: " << sizeof(Animal) << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

可以看到加了虚函数后的大小是4个字节，我们可以猜一下什么占4个字节，我们知道有int 和指针类型，所以是哪个呢？一般来说我们会往大的方向猜，所以是指针类型。

 

然后我们接着看，首先子类不发生重写。子类会继承父类的所有内容继承一份。然后类的内部结构如下图所示：

有一个虚函数指针指向虚函数表，虚函数表记录着虚函数的地址。

当子类重写父类的虚函数，子类中的虚函数表内部会替换成子类的虚函数地址

 

 

 

4.7.2 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
class Calculator {
public:
	int getResult(string oper)
	{
		if (oper == "+") {
			return m_Num1 + m_Num2;
		}
		else if (oper == "-") {
			return m_Num1 - m_Num2;
		}
		else if (oper == "*") {
			return m_Num1 * m_Num2;
		}
		//如果要提供新的运算，需要修改源码
	}
public:
	int m_Num1;
	int m_Num2;
};

void test01()
{
	//普通实现测试
	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;
}



//多态实现
//抽象计算器类
//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
class AbstractCalculator
{
public :

	virtual int getResult()
	{
		return 0;
	}

	int m_Num1;
	int m_Num2;
};

//加法计算器
class AddCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
	int getResult()
	{
		return m_Num1 + m_Num2;
	}
};

//减法计算器
class SubCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
	int getResult()
	{
		return m_Num1 - m_Num2;
	}
};

//乘法计算器
class MulCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
	int getResult()
	{
		return m_Num1 * m_Num2;
	}
};


void test02()
{
	//创建加法计算器
	AbstractCalculator *abc = new AddCalculator;
	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() {

	//test01();

	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

 

 

4.7.3 纯虚函数和抽象类

纯虚函数：一种特殊的虚函数，在许多情况下，在基类中不能对虚函数给出有意义的实现，而把它声明为纯虚函数，它的实现留给该基类的派生类去做。这就是纯虚函数的作用。

纯虚函数也可以叫抽象函数，一般来说它只有函数名、参数和返回值类型，不需要函数体。这意味着它没有函数的实现，需要让派生类去实现。

纯虚函数语法：virtual 返回值类型 函数名 （参数列表）= 0 ;

抽象类：含有纯虚函数的类叫做抽象类，抽象类不可实例化。在派生类中必须重写基类的纯虚函数，否则派生类也是抽象类，无法实例化。

例如：

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;
}

 

 

4.7.4 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

 

1545985945198

 

示例：

//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) {
	drink->MakeDrink();
	delete drink;
}

void test01() {
	DoWork(new Coffee);
	cout << "--------------" << endl;
	DoWork(new Tea);
}


int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

 

 

4.7.5 虚析构和纯虚析构

为什么需要虚析构函数？

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

例如：

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <string>

using namespace std;

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 (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;
}

执行结果如下：

分析：在析构的时候，只是调用了父类的析构函数，并没有调用子类的析构函数。这样，子类在堆区开辟的空间就无法释放，造成内存泄露。

 

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(){}

 

引入虚析构

引入虚析构解决父类指针释放，子类对象在堆区空间未清理

只需要在基类析构函数前加virtual关键字即可

可以看到运行结果已经正常：

改为纯虚析构

同一个类中，虚析构和纯虚析构只有有一个存在，将上面的虚析构改为纯虚析构：

class Animal
{
public:
 
	Animal()
	{
		cout << "Animal 构造函数调用！" << endl;
	}
	virtual void Speak() = 0;
 
	virtual ~Animal() = 0;
};
 
Animal::~Animal()
{
	cout << "Animal 纯虚析构函数调用！" << endl;
}

注意：纯虚析构一定要有具体的实现，如果没有的话编译会报错。

 

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

 

 

4.7.6 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;

}

 

posted @ 2023-10-11 14:53  [BORUTO]  阅读(86)  评论(0)    收藏  举报