C++（2）

二、面向对象基础

1. 类与对象

1.1 核心概念

类（Class）

• ​​定义​​：抽象描述具有共同特征和行为的对象模板
• ​​本质​​：代码复用的蓝图，定义数据（属性）与操作（行为）的集合
• ​​命名规范​​：大驼峰命名法（如 MobilePhone）

对象（Object）

• ​​定义​​：类的具体实例化实体
• ​​生命周期​​：创建到销毁的整个过程
• ​​内存分配​​：分为栈对象（自动释放）和堆对象（手动管理）

​​思考​​：对象是否可以脱离类存在？
不可以。类是对象的抽象模板，没有类定义的对象无法创建。

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1.2 类的构成要素

// 手机类示例
class MobilePhone {
public:// 属性（成员变量）string brand;string model;int weight;// 行为（成员函数）void play_music() {cout << "来财，憋老仔" << endl;}void run_game() {cout << "无畏契约、LOL、CF、永杰物件、原神、梦幻西游、第五人格、三国杀、火影忍者、小鳄鱼爱洗澡、完蛋我被美女包围了、天天酷跑、森林冰火人、黑猴、狼人杀、腐蚀、三角洲、古墓丽影、塞尔达、王者荣耀、奇迹暖暖、逆战、dnf、cs" << endl;}void call() {cout << "给女神打，您拨打的电话正在通话中，请稍后在播" << endl;}
};

 

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1.3 对象内存管理

栈对象 vs 堆对象

特性	栈对象	堆对象
​​创建方式​​	MobilePhone mp;	MobilePhone* mp = new MobilePhone;
​​生命周期​​	自动释放（离开作用域）	需手动delete释放
​​访问方式​​	. 操作符	-> 操作符
​​内存泄漏风险​​	无	高（需手动管理）

代码示例

// 栈对象示例
void stackExample() {MobilePhone mp;       // 栈内存分配mp.brand = "华为";mp.model = "遥遥领先";mp.weight = 500;cout << mp.brand << " " << mp.model << " " << mp.weight << endl;mp.play_music();mp.run_game();mp.call();// 函数结束时自动销毁
}// 堆对象示例
void heapExample() {MobilePhone* mp = new MobilePhone;  // 堆内存对象mp->brand = "小米";mp->model = "mi6";mp->weight = 200;cout << mp->brand << " " << mp->model << " " << mp->weight << endl;mp->play_music();mp->run_game();mp->call();delete mp;   // 必须手动释放mp = nullptr;// 防止野指针
}

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1.4 构造函数

构造函数规则表

特性	说明
​​命名规则​​	与类名完全一致
​​返回值​​	无返回值类型
​​自动调用时机​​	对象创建时（栈/堆）
​​默认构造​​	无参构造函数，未定义其他构造时自动生成

多样化构造方式

class PhoneBuilder {
private:string brand;string os;public:// 默认构造PhoneBuilder() : brand("Unknown"), os("No OS") {}// 全参构造PhoneBuilder(string b, string o) : brand(b), os(o) {}// 参数默认值构造PhoneBuilder(string b, string o = "Android") {brand = b;os = o;}
};// 使用示例
PhoneBuilder a;                    // 调用默认构造
PhoneBuilder b("Xiaomi", "MIUI");  // 全参构造
PhoneBuilder c("OPPO");            // 参数默认值构造

1.5 拷贝构造函数

浅拷贝 vs 深拷贝

类型	实现方式	内存风险	适用场景
​​浅拷贝​​	直接复制成员变量的值	高（指针共享）	简单数据类型
​​深拷贝​​	为新对象分配独立内存空间	低	包含动态内存对象

代码示例

// 浅拷贝（存在隐患）
class ShallowCopy {
private:int* data;
public:ShallowCopy(int val) { data = new int(val); }~ShallowCopy() { delete data; }
};// 深拷贝（安全实现）
class DeepCopy {
private:int* data;
public:DeepCopy(int val) { data = new int(val); }DeepCopy(const DeepCopy& other) { data = new int(*other.data); }~DeepCopy() { delete data; }
};

1.6 析构函数

class ResourceHandler {
private:FILE* filePtr;
public:ResourceHandler(string path) {filePtr = fopen(path.c_str(), "r");}~ResourceHandler() {if(filePtr) fclose(filePtr);  // 自动资源释放}
};

 

2. 封装

2.1 访问控制实践

class SecurePhone {
private:    // 仅类内可访问string secretCode;public:     // 对外接口void setCode(string code) {if(code.length() == 6) secretCode = code;}string getCode() const {return "****-" + secretCode.substr(3,2);}
};

封装优势

1. 数据隐藏：防止非法访问
2. 接口统一：修改内部实现不影响外部调用
3. 逻辑解耦：分层架构的基础

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3. 静态成员与作用域

3.1 静态成员变量

class Test {
public:static int sharedCounter;  // 类级共享Test() { sharedCounter++; }
};int Test::sharedCounter = 0;  // 类外初始化

3.2 单例模式

class Singleton {
private:static Singleton* instance;Singleton() {}
public:static Singleton* getInstance() {if(instance == nullptr) {instance = new Singleton();}return instance;}
};
Singleton* Singleton::instance = nullptr;

4. 关键字与高级特性

4.1 const约束

class ImmutableData {
private:const int id;
public:ImmutableData(int id) : id(id) {}  // 初始化列表int getID() const { return id; }   // 常量成员函数
};

 4.2 this指针

class ChainCall {
private:int value;
public:ChainCall& add(int num) {this->value += num;  // 解决成员变量遮蔽return *this;        // 返回自身引用}
};