C++基础知识（四：类的学习）

  • 类

类指的就是对同一类对象，把所有的属性都封装起来，你也可以把类看成一个高级版的结构体。

【1】定义

class 类名
{
访问权限:
    成员属性;
访问权限:
    成员方法;
}访问权限：
public:共有的，类内、类外和子类中都可以访问
private:私有的，类内可以访问，类外和子类中都不能访问，类中默认是私有权限
protected:受保护的，类内和子类中可以访问，类外不可以访问(继承再说)访问权限，是针对于一个类来说的

【2】类和结构体的区别

  1. 类的封装性比结构体更好，类中默认是私有权限，结构体中默认是共有权限
  2. 结构体默认是公有继承，类默认是私有继承
  3. C++中类就是由结构体演变来的
  4. 结构体一般用于实现某种数据结构时，类一般用于描述一类对象的性质

【3】this指针**

每一个类中的非静态成员函数，都有一个this指针，指向调用者，(非静态成员数隐藏 的形参)

谁调用this就指向谁，哪一个类对象调用成员函数，就会用该类对象的首地址，初始化形参this

原型：类类型  *const this； ----->指针的指向不能修改

需要使用this指针的场合

  1. 当形参和成员属性同名
  2. 拷贝赋值函数，需要返回自身的引用
#include <iostream>using namespace std;
class Rec
{
private:int len;int wid;
public:void set(int l,int w);  //设置长和宽void show();   //输出面积和周长int get_l();     //获取长和宽int get_wid();
};void Rec::set(int len, int wid)   //r1.set()
{this->len = len;this->wid = wid;
}void Rec::show()
{
    cout << "周长:" << (len+wid)*2 << endl;
    cout << "面积:" << len*wid << endl;
}int Rec::get_l()
{return len;
}int Rec::get_wid()
{return wid;
}
int main()
{
    Rec r1;  //r1是一个类对象，实例化了一个类对象r1
    r1.set(9,2);
    Rec r2;
    r2.set(9,2);
    cout << "&r1=" << &r1 << endl;return 0;
}

【4】类中的特殊成员函数

特殊的构造函数都是public权限

类中，会默认提供一些特殊的成员函数：构造函数、析构函数、拷贝构造函数、拷贝赋值函数

【5】构造函数

构造函数支持函数重载

构造函数，会在实例化类对象时，系统默认调用无参构造；

如果用户手动定义出了构造函数，系统将不再提供构造函数

类名()
{//函数体
}

调用时机

栈区：实例化类对象时，自动调用

堆区：什么时候使用new申请空间，什么时候调用构造函数

当提供构造函数后

ii）构造函数提供了初始化列表的机制

如果在函数体内部，给成员属性赋值，是一个赋值的过程，不是初始化的过程

类名():成员属性1(形参的值1),成员属性2(形参的值)`````在函数头后面，使用：引出初始化列表，每个成员属性以，分隔，()里面是形参，外面是成员属性

iii）需要使用初始化列表的情况

  1. 形参和成员属性同名
  2. 类中有引用成员时，必须使用初始化列表
#include <iostream>using namespace std;
class Stu
{int age;float high;int &score;
public://构造函数支持函数重载Stu(int age,float high,int a):age(age),high(high),score(a){
        cout << "Stu的有参构造" << endl;}
};int main()
{//Stu s;int n1 = 90;
    Stu s1(18,9,n1);    //在栈区
    Stu *p;//p = new Stu;   //在堆区申请了Stu类对象的空间return 0;
}
  1. 类中有const修饰的成员时，必须使用初始化列表
#include <iostream>using namespace std;
class Stu
{int age;float high;const int score;
public:
//    Stu()
//    {
//        cout << "Stu的无参构造函数" << endl;
//    }//构造函数支持函数重载Stu(int age,float high,int a):age(age),high(high),score(a){
        cout << "Stu的有参构造" << endl;}
};int main()
{//Stu s;int n1 = 90;
    Stu s1(18,9,89);    //在栈区
    Stu *p;//p = new Stu;   //在堆区申请了Stu类对象的空间return 0;
}
  1. 类中含有其他类的子对象时，必须使用初始化列表(类的包含关系)

(如果另一个类只有有参构造需要在初始化列表中宏显性调用，如果另一个类有无参构造，可以不写初始化列表)

                类的包含关系

#include <iostream>using namespace std;
class Per
{
    string name;
public:Per(string name){this->name = name;
        cout << "Per的有参构造" << endl;}
};class Stu
{int age;float high;int score;
    Per p1;   //Per类只有有参构造函数
public:Stu():p1("zhangsan"){
        cout << "Stu的无参构造函数" << endl;}//构造函数支持函数重载Stu(int age,float high,int a,string name):p1(name){this->age = age;this->high = high;this->score = a;
        cout << "Stu的有参构造" << endl;}
};int main()
{
    Stu s;int n1 = 90;
    Stu s1(18,9,89,"lisi");    //在栈区return 0;
}

【6】析构函数

不支持函数重载

在类对象空间消亡时，系统自动调用

i）格式

~类名()
{//函数体
}

ii）调用时机

栈区：对象消亡时，自动调用
堆区：什么时候delete，什么时候调用

构造函数和析构函数调用的时机：

先构造的后析构，后构造的先析构

iii）需要显性写出析构函数的场景

类中有指针成员，并且指针成员，指向堆区的空间

#include <iostream>using namespace std;
class Stu
{
    string name;int *p;
public:Stu():p(new int)   //保证指针成员，指向堆区的空间{
        cout << "堆区申请的空间为:" << p << endl;
        cout << "Stu的无参构造" << endl;}
//    Stu(string name,int p):name(name),p(new int(p))
//    {
//        cout << "Stu的有参构造" << endl;
//    }~Stu(){
        cout << "准备释放堆区的空间：" << p << endl;delete p;
        cout << "Stu的析构函数" << endl;}};int main()
{
    Stu s1;return 0;
}

【7】拷贝构造函数

利用一个类对象，给另一个类对象初始化时，自动调用拷贝构造函数

如果自己实现了拷贝构造，系统不再提供默认的拷贝构造

i）格式

类名(同类对象的引用)
{
   //函数体
}

ii）使用

#include <iostream>using namespace std;
class Per
{
    string name;
public://Per中，自己定义了有参构造，系统不再提供无参构造Per(string name){this->name = name;
        cout << "Per的有参构造" << endl;}~Per(){
        cout << "Per的析构函数" << endl;}
};class Stu
{int age;float high;int score;//Per p1;   //Per类只有有参构造函数
public:Stu(){
        cout << "Stu的无参构造函数" << endl;}//构造函数支持函数重载Stu(int age,float high){this->age = age;this->high = high;
        cout << "Stu的有参构造" << endl;}//拷贝构造Stu(Stu &other){//this->age = other.age;this->high = other.high;
        cout << "拷贝构造函数" << endl;}~Stu(){
        cout << "Stu的析构函数" << endl;}void show();
};
void Stu::show()
{
    cout << "age = " << age << endl;
    cout << "high = " << high << endl;
}
int main()
{
    Stu s1(19,100);
    cout << "s1的show:" << endl;
    s1.show();
    Stu s2=s1;
    cout << "s2的show:" << endl;
    s2.show();return 0;
}

iii）深浅拷贝问题**

当类中有指针成员，会涉及到深浅拷贝问题

浅拷贝：两个不同类对象的指针成员，指向同一片空间

问题：析构时，会发生二次释放问题；同一片空间被两个不同的类对象占用，发生资源抢占

深拷贝：两个不同类对象的指针成员，指向不同的空间，但是保存的是同样的数据

浅拷贝

深拷贝

#include <iostream>using namespace std;
class Stu
{
    string name;int *p;
public:Stu():p(new int)   //保证指针成员，指向堆区的空间{
        cout << "堆区申请的空间为:" << p << endl;
        cout << "Stu的无参构造" << endl;}Stu(string name,int p):name(name),p(new int(p)){}~Stu(){
        cout << "准备释放堆区的空间：" << p << endl;delete p;        cout << "Stu的析构函数" << endl;}//使用同类其他对象的指针成员解引用后的值，给自己的指针成员的内容初始化Stu(Stu &other):name(other.name),p(new int(*(other.p))){/*this->name = other.name;
        this->p = new int(*(other.p));*/
        cout << "Stu的拷贝构造" << endl;}void show();
};
void Stu::show()
{
    cout << "name= " << name << endl;
    cout << "p= " << p << endl;
    cout << "*p= " << *p << endl;
}
int main()
{
    Stu s1("zhangsan",18);
    cout << "s1的show:" << endl;
    s1.show();
    Stu s2 = s1;
    cout << "s2的show:" << endl;
    s2.show();return 0;
}

iv）拷贝构造函数的调用时机

  1. 使用已有的类对象，给新的类对象初始化
  2. 函数的参数是一个类对象时，也会调用拷贝构造函数
  3. 函数的返回值是一个类对象时，也会调用拷贝构造函数

测试代码：

#include <iostream>using namespace std;
class Stu
{
    string name;
public:Stu(){
        cout << "Stu的无参构造" << endl;}Stu(Stu &other):name(other.name){
        cout << "Stu的拷贝构造函数" << endl;}Stu(string name):name(name){
        cout << "Stu的右参构造" << endl;}
};Stu fun(Stu s1)
{return s1;
}
int main()
{
    Stu s;//Stu s2(fun(s));   //会报错，因为fun(s)的返回值是一个临时值，不能引用return 0;
}

【8】拷贝赋值函数 

使用已有的类对象，给另外一个已有的类对象赋值

系统默认提供一个拷贝赋值函数

本质：赋值运算符的重载

i）格式

类名 &operator=(const 类名&other)
{
  //函数体
}

ii)代码

 #include <iostream>using namespace std;
class Stu
{
    string name;int *p;
public://深拷贝赋值函数
    Stu &operator=(const Stu &other){
        name = other.name;*p = *(other.p);
        cout << "Stu的拷贝赋值函数" << endl;return *this;}Stu():p(new int)   //保证指针成员，指向堆区的空间{
        cout << "堆区申请的空间为:" << p << endl;
        cout << "Stu的无参构造" << endl;}Stu(string name,int p):name(name),p(new int(p)){}~Stu(){
        cout << "准备释放堆区的空间：" << p << endl;delete p;        cout << "Stu的析构函数" << endl;}//使用同类其他对象的指针成员解引用后的值，给自己的指针成员的内容初始化Stu(Stu &other):name(other.name),p(new int(*(other.p))){/*this->name = other.name;
        this->p = new int(*(other.p));*/
        cout << "Stu的拷贝构造" << endl;}void show();
};
void Stu::show()
{
    cout << "name= " << name << endl;
    cout << "p= " << p << endl;
    cout << "*p= " << *p << endl;
}
int main()
{
    Stu s1("zhangsan",18);
    cout << "s1的show:" << endl;
    s1.show();
    Stu s2;
    s2 = s1;
    cout << "s2的show:" << endl;
    s2.show();return 0;
}

【9】匿名对象

没有对象名，通过类名实例化出来的对象，类名();

Stu()；生命周期更短

  1. 全局函数传参
  2. 类数组赋值     //int a=9,b=7,c=8;    int arr[3]={a,b,c};   //int arr[3]={9,7,8};
  3. 临时调用类中的成员函数
  4. 给新的类对象赋值
#include <iostream>using namespace std;
class Stu
{
    string name;int *p;
public://深拷贝赋值函数
    Stu &operator=(const Stu &other){
        name = other.name;*p = *(other.p);
        cout << "Stu的拷贝赋值函数" << endl;return *this;}Stu():p(new int)   //保证指针成员，指向堆区的空间{
        cout << "堆区申请的空间为:" << p << endl;
        cout << "Stu的无参构造" << endl;}Stu(string name,int p):name(name),p(new int(p)){}~Stu(){
        cout << "准备释放堆区的空间：" << p << endl;delete p;        cout << "Stu的析构函数" << endl;}//使用同类其他对象的指针成员解引用后的值，给自己的指针成员的内容初始化Stu(const Stu &other):name(other.name),p(new int(*(other.p))){/*this->name = other.name;
        this->p = new int(*(other.p));*/
        cout << "Stu的拷贝构造" << endl;}void show();
};
void Stu::show()
{
    cout << "name= " << name << endl;
    cout << "p= " << p << endl;
    cout << "*p= " << *p << endl;
}void fun(Stu s1)
{
    cout << "调用成功" << endl;
}
int main()
{//1、使用匿名对象用做全局函数传参fun(Stu());   //匿名对象的生命周期，只在定义语句的位置，是一个临时值//2、想要临时使用类中的成员函数Stu().show();//3、给类对象的数组赋值
    Stu arr[3]={Stu("zhangsan",8),Stu("lisi",19),Stu("xiaoming",20)};//4、给新的类对象赋值
    Stu s3(Stu("zhangsan",18));return 0;
}

【10】C++中结构体和C的区别以及C++中结构体和类的区别

  1. C中定义需要加struct，C++中可以不加struct
  2. C++中结构体可以有访问权限的控制（public、private、protected）
  3. C++中结构体可以继承
  4. C++中结构体可以封装函数
  5. C++中结构体内可以定义另外一个结构体声明(类型)

结构体和类的区别：

  1. 使用场合不同，类适用于某一类对象属性和方法的封装，结构体用于某种数据结构的实现
  2. 类中默认private，结构体中默认是public
  3. 类默认是私有继承，结构体默认是共有继承
  4. 类的封装性比结构体的封装性更好

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