C++类与对象
class
class 基本语法
class ClassName {public: // 公有成员 Type memberVariable; // 数据成员 ReturnType memberFunction(); // 成员函数声明
private: // 私有成员 Type privateMemberVariable; // 数据成员 ReturnType privateMemberFunction(); // 成员函数声明
protected: // 保护成员 Type protectedMemberVariable; // 数据成员 ReturnType protectedMemberFunction(); // 成员函数声明};
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Important points
这里可以实现成员变量的被操作权限
在 class 中，声明数组大小时，如果声明大小使用的变量为 class 内的变量时，应当如下
class Map{ public: const static int maxn =4343; int next[maxn]={};};
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或者建议使用 array 或者 vector
关于 class 中的 static 修饰词警示后人
在 class 中访问没有 static 修饰的函数与变量都是需要一个已经创建的对象才可以访问。
但是有了 static 修饰以后便会有所不同。有 static 修饰的变量和函数仅仅属于这个类本身，不属于某个特定的对象，但是其仍然拥有访问权限的设置！！
其可以直接被如下方式访问
class classname{ public: static functionname(){/*content*/} static cnt;};
int main (){ classname::functionname(); cout<<classname::cnt<<endl;}
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构造函数与析构函数
构造函数语法：类名(){}
构造函数，没有返回值也不写 void
函数名称与类名相同
构造函数可以有参数，因此可以发生重载
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(){}
析构函数，没有返回值也不写 void
函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~
析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载
程序在对象销毁前会自动调用析构，无须手动调用,而且只会调用一次
注： 这两个函数会被设置访问权限，可以限制类的创建和销毁！！
构造函数分类与调用
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
深拷贝与浅拷贝的差别：
浅拷贝（Shallow Copy）
浅拷贝是指复制对象时，新的对象和原始对象共享相同的内存地址。换句话说，浅拷贝仅复制对象的值（即指针和基本数据类型的值），而不是指针所指向的实际对象。
特点：
共享引用: 如果对象包含指针或引用，浅拷贝只复制指针的值，因此原始对象和拷贝对象的指针会指向同一块内存区域。
性能: 浅拷贝比深拷贝通常更快，因为它只需要复制指针和基本数据类型的值，而不需要递归地复制所有引用的对象。
潜在问题: 由于原始对象和拷贝对象共享相同的内存区域，当一个对象修改了指针指向的内容时，另一个对象的内容也会受到影响。此共享可能导致悬挂指针（如果一个对象释放了共享内存，另一个对象会变成悬挂状态）或数据不一致的问题。
深拷贝（Deep Copy）
深拷贝则是创建一个新对象，并递归地复制原始对象所引用的所有对象。换句话说，深拷贝不仅复制对象的值，还复制对象内包含的所有指针指向的对象，从而创建一个完全独立的新对象。
特点：
独立性: 原始对象和深拷贝对象之间没有共享的内存区域，修改一个对象不会影响另一个对象。
性能: 深拷贝可能较慢，因为它涉及递归地复制所有指针所指向的内容。
内存管理: 深拷贝通常需要编写额外的代码来确保正确管理内存，例如在析构函数中释放分配的内存，避免内存泄漏。
构造函数的初始化列表
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;};
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类对象作为类成员的构造和析构函数调用顺序
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
//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
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静态成员
静态成员变量
class Example {public: static int staticVar; // 声明静态成员变量};
int Example::staticVar = 0; // 定义并初始化静态成员变量
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静态成员函数(static)
静态函数可以在类里面声明，在类外定义！！
常成员(const)
const 修饰成员函数
保证不会改变对象的状态，但是可以调用更改 static 修饰的变量
只可以调用其他 const 成员函数
为了保证在 const 成员函数中，不会对对象进行改变
可以调用静态函数！！！
可以返回一个值，但是如果返回的是指针 or 引用，则必须加上 const
class Type{ int a; const int* GO() const{//int const* GO() const 这样也可以 return &a; }};
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这一条并不适用于 static 变量： 当返回的值为 static 变量的地址或引用时，可以不用 static
注意：在这里在再次区分一下 const int * int const * int * const
前两者是一样的，定义的指针不可以修改对应的地址
第三者是指该指针所指的地址不可修改，但是可以通过指针修改内容
成员变量加上 mutablemutable 就可以不受以上规则限制，而可被 const 函数修改和返回非常量指针
总结: 常函数保证了不会通过其对对象有任何形式的修改包括指针与引用，但是对应于 static,mutablstatic,mutabl 修饰的变量例外
const 关键字的使用方式：
前一个 constconst 用于修饰返回值，后一个用于修饰函数为静态函数
注意：函数可以反回 constconst 的值，但是没有意义，因为其返回的值是拷贝。但是返回 constconst 的指针与引用是有意义的。
const MyClass& getObject() const { static MyClass obj; return obj;}ORconst MyClass* getObject() const { static MyClass obj; return obj;}
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常对象
友元
通过声明友元的方式，可以使 C++中某个类的 private 和 protected 的变量和函数被其他类和函数访问
友元类
友元类函数
友元全局函数
class People{ friend class Dorm; //友元类 friend void get_password(const People&,const Dorm&); //友元函数 public: const int ID; void Change_drompassword(const int&,const int&,const int &,Dorm&); public: People(int id,int Password): ID(id),password(Password){ cout<<"creat a new person\n"; } private: int password;};
class Dorm{ friend class People; friend void get_password(const People & a,const Dorm & b); friend void People::Change_drompassword(const int&,const int&,const int &,Dorm&); //友元类函数 private: int get_number(){ return dorm_number; } int dorm_number; int dorm_password; public: Dorm(int number,int password):dorm_number(number),dorm_password(password){ cout<<"creat a drom!\n"; }};
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Attention:
在声明友元类函数之前，一定要保证该类已经被声明完成（提前声明不可以，因为 complier 只是知道了有这个类而不知道这个类的具体内容）。例如：将以上代码的两个类的定义交换位置为导致 incompletingincompleting 错误
在声明有友元函数时，参数列表不用写参数名称，但是 const ,& const ,& 不可拉下
友元的注意事项
不具有继承关系：友元关系不会被继承。例如，如果类 B 是类 A 的友元，类 C 继承了类 A，类 C 不会自动成为类 B 的友元。
友元不具有传递性：如果类 A 是类 B 的友元，类 B 不是自动成为类 A 的友元。
友元关系是单向的：即使类 A 是类 B 的友元，类 B 并不能自动访问类 A 的私有成员，除非类 B 也显式地声明类 A 为友元。
C++C++ 中的输入输出流
输入流
std::cin.ignore(count);//count 代表数量
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std::cin.ignore(count, delimiter);//delimiter 代表分隔符，这个分隔符也会被舍去std::cin.ignore(numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n')：//忽略输入流中的特定字符或直到遇到换行符。
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输出流
错误流
日志流（Log Stream）
用于输出警告或日志信息。
主要的日志流对象是std::clog。
注： 以上四个标准流的使用方法都是一样的
int x;std::cin >> x;std::cout << "Hello, World!" << std::endl;std::cerr << "An error occurred!" << std::endl;std::clog << "This is a log message." << std::endl;
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文件流
除了标准流，C++还支持文件流，用于从文件中读取数据或将数据写入文件。文件流的主要类有：
#include <iostream>#include <fstream> // 引入文件流
int main() { // 写入文件 std::ofstream outFile("example.txt"); if (outFile.is_open()) { outFile << "Hello, File!" << std::endl; outFile.close(); }
// 读取文件 std::ifstream inFile("example.txt"); std::string line; if (inFile.is_open()) { while (getline(inFile, line)) { std::cout << line << std::endl; } inFile.close(); }
return 0;}
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文件打开模式
首先在打开文件流是可以设置打开模式的，设置方法如下
std::fstream file("example.txt", std::ios::in | std::ios::out | std::ios::ate);
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注： 当要使用多个打开模式时，可以用 | 将其链接
接下来介绍文件打开模式
std::ios::in：用于读操作。
std::ios::out：用于写操作，文件内容会被覆盖（如果文件存在）。
std::ios::app：用于追加操作，所有写入的数据会追加到文件末尾。
std::ios::ate：文件打开时将文件指针定位到文件末尾，适用于需要在文件末尾开始读写的情况。
std::ios::trunc：如果文件已经存在，会清空文件内容，通常与 std::ios::out 一起使用。
std::ios::binary 以二进制的方式打开文件，不会进行仍何文本转化（比如换行符转化）
#include <iostream>#include <fstream>#include <vector>
int main() { // 文件名 const char* filename = "example.bin"; // 打开文件以二进制模式 std::ifstream file(filename, std::ios::binary); // 检查文件是否成功打开 if (!file) { std::cerr << "无法打开文件: " << filename << std::endl; return 1; } // 移动文件指针到文件末尾以获取文件大小 file.seekg(0, std::ios::end); std::streamsize size = file.tellg(); file.seekg(0, std::ios::beg); // 使用 std::vector 存储文件内容 std::vector<char> buffer(size); // 读取文件内容到 buffer 中 if (file.read(buffer.data(), size)) { // 处理文件内容（示例中仅输出文件大小） std::cout << "文件大小: " << size << " 字节" << std::endl; // 这里可以根据需要处理 buffer 中的数据 } else { std::cerr << "读取文件失败" << std::endl; } // 关闭文件 file.close(); return 0;}/*文件名：你需要指定你想要读取的文件名。示例中使用的是 "example.bin"。
打开文件：std::ifstream file(filename, std::ios::binary); 这行代码打开了指定的文件，并以二进制模式进行读取。
获取文件大小：使用 seekg 和 tellg 方法来确定文件的大小。
读取内容：file.read(buffer.data(), size); 这行代码将文件内容读取到 buffer 中。
错误检查：在打开文件和读取文件后，检查是否成功执行这些操作。
关闭文件：使用 file.close(); 关闭文件。*/
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以上打开方式在 ifstream ofstream 中使用是没有问题的，只不过要注意不要把输出的文件打开方式安在输入文件流上面了，会导致文件流无法正常打开的问题
最后让我们来介绍一下在 fstream 中使用这些文件打开方式会出现的一些问题
fstream IN(".in", std::ios::out);cout<<IN.is_open()<<endl;int a;IN>>a;IN<<1111<<endl;
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定位输出指针
std::ios::beg //开头指针std::ios::cur //当前指针std::ios::end //文件末尾
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搭配函数 seekg() 使用
// 将读指针移动到文件开头inFile.seekg(0, std::ios::beg); // 将读指针移动到当前指针位置向后偏移5个字符的位置inFile.seekg(5, std::ios::cur);
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istreamistream 与 ostreamostream
这两是流的两种类型，是最基础的，一个是输入流，一个是输出流
重载运算符的时候就是用的这两
//笔者摆烂了，BF5 见！
运算符重载
重载函数的两种形式
重载函数和其他函数一样都会存在访问权限问题！！！
友函数重载
class Grade{ friend ostream& operator<<(ostream& out,const Grade & P); private: int grade_Chnese,grade_program,grade_math; Grade(int a,int b,int c,bool OP):grade_Chnese(a),grade_program(b),grade_math(c){ if(OP) cout<<"insert grade succesfully!\n"; } Grade(){}};
ostream& operator <<(ostream & OUTT,const Cnt & b){ OUTT<<b.cnt<<endl; return OUTT;}
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注： 在友函数重载中，两个参数分别代表左右操作符（其实也可以不用加 friend 如果不用访问 private 和 protected 的话）
成员函数重载
class Grade{ public: Grade operator + (const Grade& A) const{ return Grade(A.grade_Chnese+grade_Chnese,A.grade_program+grade_program,A.grade_math+grade_math,0); }}
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注： 在成员函数重载中对象本身会作为左操作数，参数作为右操作数
运算符重载实例
注： + - * / > < >= <= == 都比较简单，参考结构体重构一样的
注： 建议在定义参数时使用常变量+引用，防止意外的更改以及加快速度
左移右移符号（输入输出流操作符）
由于在左移右移符号中，对象始终处于右操作数，所以只可以使用友函数的方法
class Grade{ friend ostream& operator<<(ostream& out,const Grade & P); friend class People; private: int grade_Chnese,grade_program,grade_math; Grade(int a,int b,int c,bool OP):grade_Chnese(a),grade_program(b),grade_math(c){ if(OP) cout<<"insert grade succesfully!\n"; } Grade(){} public: Grade operator + (const Grade& A) const{ return Grade(A.grade_Chnese+this->grade_Chnese,A.grade_program+this->grade_program,A.grade_math+this->grade_math,0); }};
ostream& operator<<(ostream& Gut,const Grade & P){ Gut<<P.grade_Chnese<<" "<<P.grade_program<<" "<<P.grade_math<<endl; return Gut;}
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自增自减符号
class Cnt{ public: double cnt; Cnt(long double a=0){cnt=a;} Cnt& operator ++(){ (this->cnt)+=1; return *this; }//先修改，后返回引用 Cnt operator ++(int){//这个int用于占位，是C++编译器用于区分这两个重载的标志，无实际意义！！ Cnt a=*this; cnt+=1; return a; }//先返回值，后修改};
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继承
继承的基本概念：
基类（Base Class）：被继承的类，提供共有的属性和方法。
派生类（Derived Class）：从基类继承的类，可以重用基类的成员，并且可以扩展或修改这些成员。
继承的类型
1、公有继承（Public Inheritance）：
class Base {public: int pubValue;protected: int protValue;private: int privValue; };
class Derived : public Base {public:void accessMembers() {pubValue = 1; // 可以访问公有成员protValue = 2; // 可以访问保护成员// privValue = 3; // 不能访问私有成员}};
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2. **保护继承（Protected Inheritance）**：
- 基类的公有和保护成员在派生类中都变成保护成员。 - 不允许外部代码通过派生类访问这些成员，但派生类内部可以访问。 ```cpp class Derived : protected Base { public: void accessMembers() { pubValue = 1; // 可以访问公有成员（现在是保护成员） protValue = 2; // 可以访问保护成员 // privValue = 3; // 不能访问私有成员 } }; ```
3. **私有继承（Private Inheritance）**：- 基类的公有和保护成员在派生类中都变成私有成员。- 外部代码不能通过派生类访问这些成员，但派生类内部可以访问。
```cppclass Derived : private Base {public: void accessMembers() { pubValue = 1; // 可以访问公有成员（现在是私有成员） protValue = 2; // 可以访问保护成员 // privValue = 3; // 不能访问私有成员 }};
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注意： 虽然说基类 private 的成员是无法在派生类中被调用的，但是实际上他是被继承过来了的，只是被编译器隐藏了。
继承的特点
1、构造函数和析构函数：
class Base {public: Base() { std::cout << "Base Constructor\n"; } virtual ~Base() { std::cout << "Base Destructor\n"; }};
class Derived : public Base {public: Derived() { std::cout << "Derived Constructor\n"; } ~Derived() { std::cout << "Derived Destructor\n"; }};
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如果你想向基类的构造函数中输入参数，可以用以下方式： ```C++ class People{ public: string Name; People(){cout<<"creat a people\n";} People(const string& name,const string& id,const string& phone_num):Name(name),ID(id),Phone_num(phone_num){cout<<"creat a new people\n";} protected: string ID; string Phone_num; }; class Student: public People{ public: Student(){cout<<"creat a new student\n";} Student(const string& name,const string& id,const string& phone_num): People(name,id,phone_num){//在这里，使用参数列表的方式注入参数 cout<<"creat a new student\n"; } };
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这样写是不对的：
class People{ public: string Name; People(){cout<<"creat a people\n";} People(const string& name,const string& id,const string& phone_num):Name(name),ID(id),Phone_num(phone_num){cout<<"creat a new people\n";} protected: string ID; string Phone_num;};
class Student: public People{ public: Student(){cout<<"creat a new student\n";} Student(const string& name,const string& id,const string& phone_num): People::Name(name),People::ID(id),People::Phone_num(phone_num){ cout<<"creat a new student\n"; }};
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2、变量名冲突:
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
class People{ public: string Name; People(){cout<<"creat a people\n";} People(const string& name,const string& id,const string& phone_num):Name(name),ID(id),Phone_num(phone_num){cout<<"creat a new people\n";} void Print(); protected: string ID; string Phone_num;};
class Student: public People{ public: string ID; Student(){cout<<"creat a new student\n";} Student(const string& name,const string& id,const string& phone_num,const string & IDD):People(name,id,phone_num),ID(IDD){ cout<<"creat a new student\n"; } void OKK(){ cout<<People::ID<<" "<<ID<<endl;//这里，加入作用域就ok啦 }};
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3、虚继承：
class Base {public: int value;};
class Derived1 : virtual public Base {};class Derived2 : virtual public Base {};
class Final : public Derived1, public Derived2 {};//在Final 类中就只会有一个 Base::value 避免了冗余和二义性
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4、多重继承：
class A {public: void funcA() {}};
class B {public: void funcB() {}};
class C : public A, public B {public: void funcC() {}};
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使用继承的注意事项
继承的正确性：确保使用继承关系能够表达类之间的实际关系，避免使用继承来简单地复用代码。
封装性：使用保护或私有继承可以减少对基类实现细节的依赖。
多态性：利用虚函数（virtual functions）和动态绑定（dynamic binding）来实现运行时多态。
继承是 C++的一个强大特性，但合理地使用它对于维护代码的可读性和可维护性是非常重要的。
多态
C++中的多态主要有两种类型：
编译时多态（静态多态）
运行时多态（动态多态）
编译时多态（静态多态）
编译时多态发生在编译阶段，主要通过函数重载（Function Overloading）和运算符重载（Operator Overloading）来实现。
运行时多态（动态多态）
虚函数：在基类中声明为virtual的成员函数，允许派生类重写，并在运行时通过基类指针或引用调用派生类的实现。
class Base {public: virtual void show() const { std::cout << "Base class show function" << std::endl; }
virtual ~Base() {} // 虚析构函数，确保正确释放派生类资源};
class Derived : public Base {public: void show() const override { // 重写基类的 show 函数 std::cout << "Derived class show function" << std::endl; }};
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这里 override 表示这是一个重写的函数，如果是 override final 指明派生类中某个虚函数不仅是重写了基类的虚函数，而且不允许进一步重写
在基类中也可以采用纯虚函数的写法
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（就是无法声明出对象）
子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类
Attention:Attention:
当派生类的成员占据了堆的空间时（就是派生类是被 new 函数弄个出来的时候），基类的析构函数必须虚函数（纯虚函数也 OK），不然会导致在 delete 派生对象时，只会调用基类的析构函数，而不会调用派生类的析构函数，导致出现内存泄漏。
#include <iostream>//Wrongclass Base {public: Base() { std::cout << "Base constructor\n"; } ~Base() { std::cout << "Base destructor\n"; } // 非虚析构函数};
class Derived : public Base {public: Derived() { std::cout << "Derived constructor\n"; } ~Derived() { std::cout << "Derived destructor\n"; }};
int main() { Base* basePtr = new Derived(); delete basePtr; // 只调用 Base 的析构函数 return 0;}
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#include <iostream>//corectclass Base {public: Base() { std::cout << "Base constructor\n"; } virtual ~Base() { std::cout << "Base destructor\n"; } // 虚析构函数};
class Derived : public Base {public: Derived() { std::cout << "Derived constructor\n"; } ~Derived() { std::cout << "Derived destructor\n"; }};
int main() { Base* basePtr = new Derived(); delete basePtr; // 现在会调用 Derived 的析构函数，然后调用 Base 的析构函数 return 0;}
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文章转载自：轩Demonmaster
原文链接：https://www.cnblogs.com/LQX-OI/p/18473942
体验地址：http://www.jnpfsoft.com/?from=infoq
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