C++ DAY03 类与对象

概述

对象：真实存在的事物 

类：

        多个对象抽取其共同点形成的概念
        静态特征提取出的概念称为成员变量, 又名属性
        动态特征提取出的概念称为成员函数, 又名方法
类与对象的关系
        在代码中先有类后有对象
        一个类可以有多个对象
        多个对象可以属于同一个类

类的定义

语法

class 类名
{
        [访问权限修饰符 :]
        成员变量
        成员函数
};

访问权限修饰符

private 私有的 , 当前类中可用 , 默认的
protected 受保护的 , 当前类或子类中可用
public 公共的 , 当前项目中可用

示例

class Person{
private:int age;
protected:char sex[10];
public:char name[50];void eat(){cout << name << "吃饭" << endl;}void sleep();
};
void Person::sleep()
{cout << name << "睡觉" << endl;
}

类的对象

概念

        类定义好之后, 可以通过类，创建具体的对象，创建的类的对象又称之为类的实例。
通过类创建的对象，对象即具有类的属性（数据）和方法         

语法

实例化对象
        类名 对象名;
操作其中的成员
        获取属性值
                对象名.属性名 ;
        修改属性值
                对象名.属性名 = 值 ;
        调用函数
                对象名.函数名 ( 实参列表 );
注意 :
        以上对操作的成员, 必须在访问权限修饰符上得以满足
如在类外不能直接使用私有成员

示例

int main(int argc, char *argv[])
{
Person p1;
strcpy(p1.name,"张三");
p1.eat();
p1.sleep();
return 0;
}

封装性

即包装 , 将数据和方法封装在一起 , 加以权限区分使其可以保护内部 , 降低耦合度 , 便于使
用 
int a = 10;
int nums[5] = {1,2,3,4,5};
void fun()
{xxx
}
class A
{属性函数
}
A a;
x.c
优点 :
        1,降低代码耦合度
        2,提高代码复用率
        3,编译使用

类的设计

1, 私有化所有属性
2, 提供可以获取这些属性值与修改属性值的函数

示例：

class Stu
{
private:char name[50];char sex[10];int age;
public:char* get_name(){return name;}void set_name(char* n){strcpy(name,n);}char* get_sex(){return sex;}void set_sex(char* s){strcpy(sex,s);}int get_age(){return age;}void set_age(int a){age = a;}void print_info(){cout << "姓名:" << name << "\t性别:" << sex << "\t年龄:" << age << endl;}
};
int main(int argc, char *argv[])
{Stu s;s.set_name("张三");s.set_sex("男");s.set_age(18);s.print_info();cout << s.get_name() << endl;cout << s.get_sex() << endl;cout << s.get_age() << endl;return 0;
}

构造函数

概念

构造函数 是类实例化对象的时候自动调用。
注意 :
        当一个类中没有构造函数, 系统将默认为其生成一个无参构造如果一个类中有构造函数, 系统将不会为其提供默认的无参构造一个类可以定义多个构造函数, 该类中的多个构造函数为重载关系
无参构造 :
        构造函数无形参列表
有参构造 :
        构造函数有形参列表

语法

类名 ( 形参列表 )
{
        该类对象赋初始值
}
注意 : 形参列表可有可无

示例

class Dog
{
private:char name[50];int age;
public:Dog(){cout << "调用无参构造" << endl;}Dog(char *n,int a){cout << "调用有参构造" << endl;strcpy(name,n);age = a;}Dog(char *n){cout << "调用一参构造" << endl;strcpy(name,n);}
};
int main(int argc, char *argv[])
{
//隐式调用无参构造创建对象
Dog d1;
//显式调用无参构造创建对象
Dog d2 = Dog();
//隐式调用有参构造创建对象
Dog d3("旺财",2);
//显式调用有参构造创建对象
Dog d4 = Dog("富贵",1);
//如果构造函数只有一个参数,会发生构造函数的隐式转换（知道就行）
//隐式转换
//类名 对象名 = 值;
Dog d5 = "黑豹";
//匿名对象:创建的对象没有对象名
Dog();
Dog("无名");
return 0;
}

析构函数

概念

对象生命周期结束的时候 自动调用析构函数。
注意 :
        一个类只能有一个析构函数
        如果用户不提供析构函数 编译器默认会提供一个空的析构函数。
经验 :
        一般不需要自定义析构函数, 但是如果类中有指针成员且指向堆区空间，这时必须实现析构函数, 在其中释放指针成员指向的堆区空间

语法

~ 类名 ()
{
}
注意 : 没有形参列表

示例

class Cat{
private:char name[50];
public:Cat(char *n){strcpy(name,n);cout << name << "被创建了" << endl;}~Cat(){cout << name << "被销毁了" << endl;}
};
void test01()
{Cat c("布丁");
}
int main(int argc, char *argv[])
{test01();return 0;
}

多对象构造与析构顺序

示例 1: 对象 A 与对象 B 平级 , 符合栈的顺序 ( 先进后出 ), 谁先创建谁后释放 
class Cat{
private:char name[50];
public:Cat(char *n){strcpy(name,n);cout << name << "被创建了" << endl;}~Cat(){cout << name << "被销毁了" << endl;}
};
void test01()
{Cat c1("布丁");Cat c2("乔巴");{Cat c3("可乐");Cat c4("雪碧");}
}
int main(int argc, char *argv[])
{test01();return 0;
}

结果：

示例 2: 对象 A 是对象 B 的成员 , 先成员构造 , 在对象构造 , 在对象析构 , 在成员析构 
class A{
public:
A(){cout << "A构造" << endl;
}
~A()
{cout << "A析构" << endl;
}
};
class B{
private:A a;
public:
B(){cout << "B构造" << endl;
}
~B()
{cout << "B析构" << endl;
}
};
int main(int argc, char *argv[])
{B b;return 0;
}

拷贝构造函数

概述

拷贝构造在以下情况自动触发 :
        1,旧对象给新对象初始化 , 会调用拷贝构造函数
        2,对象作为函数的形参 , 函数调用时会调用拷贝构造
        3,普通对象作为函数的返回值 (vs 会触发拷贝构造 ,Qt 、 Linux 不会触发拷贝构造 )
注意 :
        如果用户不提供拷贝构造 编译器会提供一个默认的拷贝构造（浅拷贝）。
        只有类中有指针成员且指向堆区时 才有必要实现拷贝构造（深拷贝）。
浅拷贝与深拷贝
        浅拷贝: 当类中的成员有指针成员 , 此时只拷贝地址
        深拷贝: 当类中的成员有指针成员 , 先开辟内存 ,在拷贝其值        

语法

类名 (const 类名 &ob)
{
}

示例

示例 1: 旧对象给新对象初始化 
class Cat{
private:
char name[50];
public:
Cat(char *n)
{
strcpy(name,n);
cout << name << "被创建了" << endl;
}
~Cat()
{
cout << name << "被销毁了" << endl;
}
Cat(const Cat &cat)
{
cout << "拷贝构造被调用了" << endl;
strcpy(name,cat.name);
}
};
int main(int argc, char *argv[])
{
Cat c1("布丁");
Cat c2 = c1;
return 0;
}
示例 2: 对象作为函数的形参 , 函数调用时会调用拷贝构造 
class Cat{
private:char name[50];
public:Cat(char *n){strcpy(name,n);cout << name << "被创建了" << endl;}~Cat(){cout << name << "被销毁了" << endl;}Cat(const Cat &cat){cout << "拷贝构造被调用了" << endl;strcpy(name,cat.name);}
};
void test(Cat cat)
{
}
int main(int argc, char *argv[])
{Cat c1("布丁");test(c1);return 0;
}
示例 3: 普通对象作为函数的返回值 (vs 会触发拷贝构造 ,Qt 、 Linux 不会触发拷贝构造 ) 
class Cat{
private:char name[50];
public:
Cat(char *n)
{
strcpy(name,n);
cout << name << "被创建了" << endl;
}
~Cat()
{
cout << name << "被销毁了" << endl;
}
Cat(const Cat &cat)
{
cout << "拷贝构造被调用了" << endl;
strcpy(name,cat.name);
}
};
Cat test()
{
Cat c1("布丁");
return c1;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
Cat c = test();
return 0;
}

浅拷贝

class Cat{
public:
char *name;
Cat(char *n)
{
name = n;
cout << name << "被创建了" << endl;
}
~Cat()
{
cout << name << "被销毁了" << endl;
}
};
int main(int argc, char *argv[])
{
char name[10] = "Hi";
Cat c1(name);
Cat c2 = c1;
c2.name[0] = 'h';
cout << "c1.name = " << c1.name << endl;
cout << "c2.name = " << c2.name << endl;
return 0;
}

深拷贝

class Cat{
public:char *name;
Cat(char *n)
{name = (char *)calloc(1,50);strcpy(name,n);cout << name << "被创建了" << endl;
}
~Cat()
{cout << name << "被销毁了" << endl;free(name);
}
Cat(const Cat &cat)
{name = (char *)calloc(1,50);strcpy(name,cat.name);
}
};
int main(int argc, char *argv[])
{char name[10] = "Hi";Cat c1(name);Cat c2 = c1;c2.name[0] = 'h';cout << "c1.name = " << c1.name << endl;cout << "c2.name = " << c2.name << endl;return 0;
}

初始化列表

概述

构造函数 : 主要用于创建类的对象是给其属性赋初始值
在定义构造函数时， C++ 中提供了初始化列表的语法 , 以便于初始化成员变量的值。

语法

类名 ( 参数列表 ): 成员名 ( 参数名 ), 成员名 2( 参数名 2),... {
}

示例

示例1

class Data
{int a;int b;
public:
Data(int x,int y):b(y),a(x)
{
}
void print_data()
{cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;
}
};
int main(int argc, char *argv[])
{Data d(10,1);d.print_data();return 0;
}

explicit关键字

作用

禁止隐式转换

语法

explicit 类名 ( 形参列表 ): 初始化列表
{
}

示例

class C{
private:
int a;
public:
explicit C(int x):a(x){}
};
int main(int argc, char *argv[])
{
C c = 10;//构造函数的隐式转换
//当调用构造函数使用explicit修饰后防止隐式转换,此时上述代码报错
return 0;
}

new与delete

情况 1: 操作基本类型
作用
new 申请堆区空间
delete 释放堆区空间。
示例： 
void fun01()
{
int *p1 = new int;
*p1 = 100;
cout << *p1 << endl;
int *p2 = new int(100);//给p2的值初始化为100
cout << *p2 << endl;
}
情况 2: 操作数组
作用：
new 申请堆区空间
delete 释放堆区空间。
示例： 
void fun02()
{
int *nums = new int[5];
cout << nums[0] << "\t" << nums[1] << endl;
delete [] nums;
int *ns = new int[5]{11,22,33,44,55};
cout << ns[0] << "\t" << ns[1] << endl;
delete [] ns;
}
情况 3: 操作对象
作用：
new: 分配空间 , 调用构造函数
delete: 调用析构函数 , 释放空间
示例： 
class D{
public:
D(){
cout << "D构造" << endl;
}
~D(){
cout << "D析构" << endl;
}
};
void fun03()
{
D *d = new D();
delete d;
}

注意：

malloc,calloc,free 只能申请或释放空间 , 不能调用构造函数或析构函数
new,delete, 既能申请或释放空间 , 又能调用构造函数或析构函数
所以建议不要使用 malloc,calloc,free 等函数了

对象数组

静态对象数组
示例： 
class A
{
public:
int mA;
public:
A()
{
cout<<"A无参构造"<<endl;
}
A(int a)
{
mA = a;
cout<<"A有参构造mA="<<mA<<endl;
}
~A()
{
cout<<"A析构函数mA="<<mA<<endl;
}
};
void fun04()
{
//对象数组 必须显示调用构造函数初始化
A arr[5]={A(10),A(20),A(30),A(40),A(50)};
int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
int i=0;
for(i=0;i<n;i++)
{
cout<<arr[i].mA<<" ";
}
cout<<endl;
}
动态对象数组
示例： 
void fun05()
{
A *arr = new A[5]{A(10),A(20),A(30),A(40),A(50)};
int i=0;
for(i=0;i<5;i++)
{
cout<<arr[i].mA<<" ";
}
cout<<endl;
//delete arr;//只会释放第0个元素
delete [] arr;
}

静态成员

静态成员变量
概述：
        static修饰的成员为静态成员。
特点 :
        静态成员是属于类而不是对象。（所有对象共享）
注意 :
        静态成员数据不占对象的内存空间。
        静态成员数据是属于类 而不是对象（多有对象共享一份静态成员数据）
        静态成员数据在定义对象之前就存在。静态成员数据在类中定义, 类外初始化。
示例： 
class E{
public:
static int num;//类中定义静态成员
};
int E::num = 100;
int main(int argc, char *argv[])
{
//使用类名访问
cout << "E::num = " <<E::num << endl;
E e1;
E e2;
//使用对象名访问
cout << "e1.num = " <<e1.num << endl;
cout << "e2.num = " <<e2.num << endl;
e1.num = 1;
//一个对其修改该类所有对象的静态成员都将被修改
cout << "E::num = " <<E::num << endl;
cout << "e1.num = " <<e1.num << endl;
cout << "e2.num = " <<e2.num << endl;
return 0;
}

静态成员函数

概述：

使用 static 修饰的成员函数
特点 :
静态成员函数只能访问静态成员数据
示例： 
class E{
private:
static int num;//类中定义静态成员
int x;
public:
static void set_num(int n)
{
num = n;
cout << "静态函数set_num被执行" << endl;
}
static int get_num()
{
cout << "静态函数get_num被执行" << endl;
return num;
}
};
int E::num = 100;
int main(int argc, char *argv[])
{
//使用类名调用
E::set_num(10);
int x = E::get_num();
//使用对象调用
E e;
e.set_num(1);
return 0;
}

单例模式

概述
所属的类 只能实例化一个对象。
示例 : 懒汉式 
class DL{
private:
static DL *dl;
DL(){}
DL(const DL &d){}
public:
int x;
static DL* get_instance()
{
if(dl == NULL)
{
dl = new DL();
}
return dl;
}
};
DL *DL::dl = NULL;
int main(int argc, char *argv[])
{
DL *d1 = DL::get_instance();
DL *d2 = DL::get_instance();
DL *d3 = DL::get_instance();
d1->x = 1;
d2->x = 10;
d3->x = 100;
cout << "d1.x = " << d1->x << endl;
cout << "d2.x = " << d2->x << endl;
cout << "d3.x = " << d3->x << endl;
return 0;
}
示例 : 饿汉式 
class DL{
private:
static DL *dl;
DL(){}
DL(const DL &d){}
public:
int x;
static DL* get_instance()
{
return dl;
}
};
DL *DL::dl = new DL();
int main(int argc, char *argv[])
{
DL *d1 = DL::get_instance();
DL *d2 = DL::get_instance();
DL *d3 = DL::get_instance();
d1->x = 1;
d2->x = 10;
d3->x = 100;
cout << "d1.x = " << d1->x << endl;
cout << "d2.x = " << d2->x << endl;
cout << "d3.x = " << d3->x << endl;
return 0;
}

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