C++学习记录--进阶Ⅱ（类和对象，多态）

C++面向对象的三大特性为： 封装、继承、多态。

封装

封装的意义：

1. 将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物：

//设计一个圆类，求圆周长
//class表示设计一个类，类后面紧跟着的就是类名称
const double PI = 3.14;
class Circle
{
    
    
	//访问权限:公共权限
public:
	//属性:半径
	int m_r;
	//行为：获取圆周长
	double CalculateCircle()
	{
    
    
		return 2 * PI * m_r;
	}
};
class Student_Class
{
    
    
public:
	string Name;
	int Stu_ID;
	void Print_Func()
	{
    
    
		cout << "Name is:" << Name << '\t' << "ID is:" << Stu_ID << endl;
	}
};

2. 将属性和行为加以权限控制：
   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：
   public:成员，类内可以访问，类外可以访问
   protected：成员，类内可以访问，类外不可以访问
   private：成员，类内可以访问，类外不可以访问

class Person
{
    
    
public:
	string Name;
protected:
	string Car;
private:
	int Password;
public:
	void Func()
	{
    
    
		Name = "张飞";
		Car = "拖拉机";
		Password = 17117;
	}
};

类中的属性和行为，统称为成员。
属性：又叫成员属性，成员变量。
行为：又叫成员函数，成员方法。

struct 和 class 的区别

在C++中 struct 和 class 唯一的区别在于 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。
成员属性设置为私有的优点：

1. 将所有成员属性设置为私有，可以自己控制读写权限；
2. 对于写权限，可以检测数据的有效性。
3. 在类中可以让另一个类作为本类中的成员。

类的声明和实现拆分

头文件声明，源文件实现。

#pragma once
#include <string>
#include <iostream>
//设计一个圆类，求圆周长
//class表示设计一个类，类后面紧跟着的就是类名称
const double PI = 3.14;
class Circle
{
    
    
	//访问权限:公共权限
public:
	//属性:半径
	int m_r;
	//行为：获取圆周长
	double CalculateCircle();
};

class Student_Class
{
    
    
public:
	string Name;
	int Stu_ID;
	void Print_Func();
};

//访问权限-->三种：
//public:成员，类内可以访问，类外可以访问
//protected：成员，类内可以访问，类外不可以访问
//private：成员，类内可以访问，类外不可以访问
class Person_Class
{
    
    
private:
	string Name;//可读可写
	string Car;//只读
	int Password;//只读
public:
	void SetName(string hname);
	string GetName();
	void GetCar();
	void GetPassword();
};

/*
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。
*/
class Cube
{
    
    
public:
	void setL(int l);
	int getL();
	void setW(int w);
	int getW();
	void setH(int h);
	int getH();
	int CalculateS();//计算面积
	int CalulateV();//计算体积
	//成员函数判断两个立方体相同
	bool IsSamebyClass(Cube &c);
private:
	int m_L;
	int m_W;
	int m_H;

};
#pragma once
#include "Classes_And_Objects.h"
using namespace std;

double Circle :: CalculateCircle()
{
    
    
	return 2 * PI * m_r;
}

void Student_Class :: Print_Func()
{
    
    
	cout << "Name is:" << Name << '\t' << "ID is:" << Stu_ID << endl;
}

void Person_Class :: SetName(string hname)
{
    
    
	Name = hname;
}
string Person_Class :: GetName()
{
    
    
	cout << "Name is:" << Name << endl;
}
void Person_Class :: GetCar()
{
    
    
	Car = "拖拉机";
	cout << "Car is:" << Car << endl;
}
void Person_Class :: GetPassword()
{
    
    
	Password = 17117;
	cout << "Password is:" << Password << endl;
}

void Cube :: setL(int l)
{
    
    
	m_L = l;
}
int Cube :: getL()
{
    
    
	return m_L;
}
void Cube :: setW(int w)
{
    
    
	m_W = w;
}
int Cube :: getW()
{
    
    
	return m_W;
}
void Cube :: setH(int h)
{
    
    
	m_H = h;
}
int Cube :: getH()
{
    
    
	return m_H;
}
int Cube :: CalculateS()//计算面积
{
    
    
	return 2 * (m_H * m_L + m_H * m_W + m_L * m_H);
}
int Cube :: CalulateV()//计算体积
{
    
    
	return m_H * m_L * m_W;
}
bool Cube :: IsSamebyClass(Cube &c)
{
    
    
	if (m_L == c.getL() && m_W == c.getW() && m_H == c.getH())
		return true;
	else
		return false;
}

对象的初始化和清理

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。

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（默认构造）；
  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。

//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;
}

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。

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;//拷贝所有参数
	}
	//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);//此处会调用拷贝构造函数，会复制一份新的数据，而不会影响实参的数据
}

//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;
}

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

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，浅拷贝带来的问题是，堆区内存重复释放，浅拷贝的问题用深拷贝来解决
深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作
析构函数执行规则：先进后出

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 ,int height) {
    
    
		
		cout << "有参构造函数!" << endl;
		m_age = age;
		m_height = new int(height);
	}
	//拷贝构造函数  
	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);//深拷贝操作
	}

	//析构函数
	~Person() {
    
    
	//析构代码，将堆区开辟数据做释放操作
		cout << "析构函数!" << endl;
		if (m_height != NULL)
		{
    
    
			delete m_height;
			m_Height = NULL;
		}
	}
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;
}

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）... {}

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;
}

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？

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，先进后出
	Person p("张三" , "苹果X");
	p.playGame();
}

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

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：

1. 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
2. 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

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;
}

C++对象模型和this指针

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。
注意：空对象占用内存空间为1。C++编译器会给每个空对象也分配一个字节空间，视为了区分空对象占内存的位置，每个空对象也应该有一个独一无二的内存地址。

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;
}

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：

1. 当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分；
2. 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;
		//this是指向p2的指针，而*this指向的是p2这个对象
		//如果要返回本体，要用引用的方式返回
		return *this;
	}
	int age;
};

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

	Person p2(10);
	//链式编程思想
	p2.PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1);
	cout << "p2.age = " << p2.age << endl;
}

注意：如果返回是值的对象，那么会调用拷贝构造函数，复制一份数据，而不会返回调用本体；返回值是引用的情况下，才会返回计算之后的本体。

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。

//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
}

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。

this 指针的本质，是指针常量，指针的指向是不可以修改的(const Person * const this)

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(); //常对象不能调用普通的成员函数，因为普通的成员函数可以修改成员。
}

友元

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

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);
}

类做友元

class Building;
class goodGay
{
    
    
public:
	goodGay();
	void visit();
private:
	Building *building;//用于维护建筑物指针
};

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;
}

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();
}

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。

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;
}

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。

左移运算符重载

作用：可以输出自定义数据类型

class Person {
    
    
	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;
};
//全局函数实现左移重载
//ostream对象只能有一个
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
}

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

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

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()//析构函数用于堆区内存释放
	{
    
    
		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();
	system("pause");
	return 0;
}

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。

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;
}

函数调用运算符重载

1. 函数调用运算符 () 也可以重载；
2. 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；
3. 仿函数没有固定写法，非常灵活。

继承

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。

//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;
	}
};

//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;

	//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;
}

//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;
	}
};

//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;

	//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。

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：

1. 公共继承
2. 保护继承
3. 私有继承

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？

class Dog
{
    
    
public:
	int a;
protected:
	int b;
private:
	int c;
};
class ADog : public Dog
{
    
    
public:
	int d;
};
void test03()
{
    
    
	ADog dog;
}

利用开发人员命令提示工具查看对象模型：打开工具窗口后，定位到当前CPP文件的盘符


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。

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？
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。

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？

1. 访问子类同名成员 直接访问即可；
2. 访问父类同名成员 需要加作用域。

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。

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：

1. 访问子类同名成员 直接访问即可；
2. 访问父类同名成员 需要加作用域。

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）。子类出现和父类同名静态成员函数，也会隐藏父类中所有的同名成员函数，如果想访问父类中被隐藏的同名成员，需要加作用域。

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

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。

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 = 100;
	st.Tuo::m_Age = 200;

	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;
}

总结：

1. 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
2. 利用虚继承可以解决菱形继承问题

多态

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

1. 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
2. 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：

1. 静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址
2. 动态多态的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定函数地址

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;
	}

};
//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();
}
//
//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;
}

总结：
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
原理：类的虚函数构造完成之后，会在类内部创建一个虚函数表指针(vfptr)，虚函数表内记录虚函数的地址。当子类重写父类中的虚函数，子类中的虚函数表内部会替换成子类的虚函数地址。当父类的指针或者引用指向子类对象时候，发生多态。Animal & animal = Cat; animal.Speak();

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：

1. 代码组织结构清晰
2. 可读性强
3. 利于前期和后期的扩展以及维护

//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;
}

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：

1. 无法实例化对象
2. 子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类

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;
}

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
虚析构和纯虚析构共性：

1. 可以解决父类指针释放子类对象
2. 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 //类内声明;
类名::~类名(){} //类外实现；

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