类和对象（提高）

类和对象（提高）

1、定义一个类 关键字class

6 class Data1
7 {
8 //类中 默认为私有
9 private:
10 int a;//不要给类中成员 初始化
11 protected://保护
12 int b;
13 public://公共
14 int c;
15 //在类的内部 不存在权限之分
16 void showData(void)
17 {
18 cout<<a<<" "<<b<<" "<<c<<endl;
19 }
20 };

2、成员函数在类外实现

class Student
{
private:int age;
public:void setAge(int a);void getAge(void);
};void Student::setAge(int a)
{age=a;
}void Student::getAge()
{cout<<age<<endl;
}

3、类在其他文件实现

头文件定义类， cpp实现类的成员函数

eg：student.h中

#ifndef STUDENT_H
#define STUDENT_Hclass Student
{
private:int age;
public:void setAge(int a);void getAge(void);
};#endif // STUDENT_H

student.cpp中

#include "student.h" //引入头文件
#include<iostream>
using namespace std;void Student::setAge(int a)
{age=a;
}void Student::getAge()
{cout<<age<<endl;
}

main.cpp实现student类

#include <iostream>
#include <cstring>
#include"student.h"
using namespace std;int main(){
Student stu1;
stu1.setAge(18);
stu1.getAge();return 0;
}

构造函数

1、如果用户不提供构造函数 编译器会自动 提供一个无参的空的构造函数。
2、如果用户提供构造函数 编译器会自动 屏蔽默认无参的构造

 class Data{
int mA;public:
Data(){mA = 0;cout<<"无参构造函数"<<endl;
}Data(int a)
{mA = a;cout<<"有参构造函数"<<endl;}
};

void test01(){//隐式调用无参构造(推荐)Data ob1;//显示调用无参构造Data ob2=Data();//隐式调用有参构造(推荐)Data ob3(10);//显示调用有参构造Data ob4=Data(20);//如果构造函数只有一个参数 可能发生 构造函数的隐式转换（知道就行）Data ob5 = 30;//Data ob5(30);//匿名对象：当前语句结束 对象就要被释放Data();//调用无参Data(40);//调用有参cout<<ob4.mA<<endl;}

析构函数

当对象生命周期结束的时候 系统自动调用析构函数。
函数名和类名称相同，在函数名前加~，没有返回值类型，没有函数形参。（不能被重载）
先调用析构函数 再释放对象的空间。

class Data1{public:int mA;public://无参构造函数Data1(){mA=0;cout<<"无参构造函数"<<endl;}//有参构造函数Data1(int a){mA=a;cout<<"有参构造函数 mA="<<mA<<endl;}//析构函数~Data1(){cout<<"析构函数 mA="<<mA<<endl;}};

一般情况下，空的析构函数就足够。但是如果一个类有指针成员，这个类必须 写析构函数，释放指针成员所指向空间。

#include <iostream>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
using namespace std;class Data1{
private:char *name;public:Data1(char *str){name=(char *)calloc(1,strlen(str)+1);strcpy(name,str);}//释放指针空间~Data1(){cout<<"析构函数 name="<<name<<endl;if(name!=NULL){free(name);name=NULL;}}};int main(int argc, char *argv[])
{
Data1("张三");return 0;
}

拷贝构造函数

拷贝构造：本质是构造函数
拷贝构造的调用时机：旧对象 初始化 新对象 才会调用拷贝构造。

#include <iostream>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
using namespace std;class Data1{public:int numA;
//拷贝函数
Data1(const Data1 &ob){//ob就是旧对象的别名numA=ob.numA;//一旦实现 了拷贝构造 必须完成赋值动作cout<<"调用拷贝函数"<<endl;
}
Data1(int a){numA=a;
}};int main(int argc, char *argv[])
{
Data1 ob1=Data1(10);
Data1 ob2=ob1;
cout<<"ob2:numA="<<ob2.numA<<endl;return 0;
}

如果用户不提供拷贝构造 编译器会自动提供一个默认的拷贝构造（完成赋值动作–浅拷贝）

拷贝构造 和 无参构造 有参构造的关系:
如果用户定义了 拷贝构造或者有参构造 都会屏蔽无参构造。
如果用户定义了 无参构造或者有参构造 不会屏蔽拷贝构造

拷贝构造函数几种调用方式

1、旧对象给新对象初始化，调用拷贝构造

Data4 ob1(10);
Data4 ob2 = ob1;//调用拷贝构造

2、给对象取别名 不会调用拷贝构造

Data4 ob1(10);
Data4 &ob2 = ob1;//不会调用拷贝构造

3、普通对象作为函数参数 调用喊谁时 会发生拷贝构造

void fun1(Data1 ob){//Data1 ob=obAcout<<ob.numA<<endl;
}int main(int argc, char *argv[])
{Data1 obA(10);fun1(obA);return 0;
}

4、函数返回值普通对象 （Visual Studio会发生拷贝构造）（Qtcreater,linux不会发生）Visual Studio会发生拷贝构造

深拷贝

1、默认的拷贝构造 都是浅拷贝。
2、如果类中没有指针成员， 不用实现拷贝构造和析构函数。
3、如果类中有指针成员， 必须实现析构函数释放指针成员指向的堆区空间，必须实现拷贝构造完成深拷贝动作。

#include <iostream>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
using namespace std;class Data1{public:char *name;//有参构造
Data1(char *n){name=(char *)calloc(1,strlen(n)+1);strcpy(name,n);
}~Data1(){cout<<"析构函数 name="<<name<<endl;
if(name!=NULL){free(name);name=NULL;
}}
//深拷贝
Data1(const Data1 &ob){
name=(char *)calloc(1,strlen(ob.name)+1);
strcpy(name,ob.name);
}};int main(int argc, char *argv[])
{Data1 obA("hello world");
Data1 ob=obA;return 0;
}

初始化列表

成员对象：一个类的对象作为另一个类的成员
如果类中想调用成员对象的有参构造 必须使用初始化列表。

class DataA{
public :int a;
public:DataA(){cout<<"A的无参构造"<<endl;}DataA(int num){a=num;cout<<"A的有参构造"<<endl;}~DataA(){cout<<"A的析构函数"<<endl;}
};class DataB{
public:int b;DataA ob;
public:DataB(){cout<<"B的无参构造"<<endl;}DataB(int num,int numa){b=num;ob.a=numa;cout<<"B的有参构造"<<endl;}~DataB(){cout<<"B的析构函数"<<endl;}
};int main(int argc, char *argv[])
{DataB ob(10,20);return 0;
}

打印结果：

A的无参构造
B的有参构造
B的析构函数
A的析构函数

类会自动调用成员对象的无参构造。
类想调用成员对象 有参构造 必须使用初始化列表。

使用初始化列表，调用成员对象的有参构造

   DataB(int num,int numa):ob(numa)//修改B的有参构造{b=num;cout<<"B的有参构造"<<endl;}

A的有参构造
B的有参构造
B的析构函数
A的析构函数

对象数组

对象数组：本质是数组 数组的每个元素是对象

class DataA{
public :int a;
public:DataA(){cout<<"A的无参构造"<<endl;}DataA(int num){a=num;cout<<"A的有参构造"<<endl;}~DataA(){cout<<"A的析构函数"<<endl;}
};int main(int argc, char *argv[])
{//对象数组 每个元素都会自动调用构造和析构函数//对象数组不会自动初始化 每个元素 调用无参构造
//   ataA array[5];//对象数组的初始化 必须显示使用有参构造 逐个元素初始化DataA array[5]={DataA(1),DataA(2),DataA(3),DataA(4),DataA(5)};int len=sizeof(array)/sizeof(array[0]);for(int i=0;i<len;i++){cout<<array[i].a<<" ";}cout<<endl;return 0;
}

A的有参构造
A的有参构造
A的有参构造
A的有参构造
A的有参构造
1 2 3 4 5
A的析构函数
A的析构函数
A的析构函数
A的析构函数
A的析构函数

explicit函数

explicit防止构造函数隐式转换

什么是隐式转换？

class DataA{
public :int a;
public:DataA(){cout<<"A的无参构造"<<endl;}DataA(int num){a=num;cout<<"A的有参构造"<<endl;}~DataA(){cout<<"A的析构函数"<<endl;}
};int main(int argc, char *argv[])
{DataA ob=10;//隐式转换 DataA ob=Data(10);return 0;
}

加上explicit关键字防止隐式转换【new和delete 堆区空间操作

class DataA{
public :int a;
public:DataA(){cout<<"A的无参构造"<<endl;}explicit DataA(int num){a=num;cout<<"A的有参构造"<<endl;}~DataA(){cout<<"A的析构函数"<<endl;}
};int main(int argc, char *argv[])
{DataA ob=10;//errorreturn 0;
}

new和delete 堆区空间操作

1、new和delete操作基本类型的空间

int main(int argc, char *argv[])
{int *p=new int(5);cout<<"*p="<<*p<<endl;delete p;return 0;
}

区别：
new 不用强制类型转换(malloc返回的类型是(void *))
new在申请空间的时候可以 初始化空间内容

new 申请基本类型的数组

int main(int argc, char *argv[])
{int *p=new int[5]{1,2,3,4,5};for(int i=0;i<5;i++){cout<<p[i]<<endl;}delete []p;//delete 数组要加上[]return 0;
}

2、new和delete操作类

malloc不会调用构造函数 free不会调用析构函数
new 会调用构造函数 delete调用析构函数

class DataA{
public :int a;
public:DataA(){cout<<"A的无参构造"<<endl;}explicit DataA(int num){a=num;cout<<"A的有参构造"<<endl;}~DataA(){cout<<"A的析构函数"<<endl;}
};int main(int argc, char *argv[])
{
DataA *p1=new DataA();
DataA *p2=new DataA();
DataA *array=new DataA[5]{DataA(1),DataA(2),DataA(3),DataA(4),DataA(5)};delete p1;//delete
delete p2;
delete[]array;//释放数组的空间return 0;
}

静态成员

类的对象 拥有独立的 普通成员数据。
static 修饰的成员 叫 静态成员

class Data{static int a;//静态成员数据static void func()//静态成员函数{}

①静态成员数据

static修饰的静态成员 属于类而不是对象。（所有对象共享 一份 静态成员数据）

static修饰的成员 定义类的时候 必须分配空间。
static修饰的静态成员数据 必须类中定义 类外初始化。

class DataA{
public :int a;static int b;
public:DataA(){cout<<"A的无参构造"<<endl;}DataA(int num){a=num;cout<<"A的有参构造"<<endl;}
};int DataA::b=100;//类外初始化int main(int argc, char *argv[])
{cout<<DataA::b<<endl;//100DataA *ob=new DataA();cout<<ob.b<<endl;//100ob.b=200;cout<<DataA::b<<endl;//200return 0;
}

静态成员数据统计对象个数

#include <iostream>using namespace std;class DataA{
public :int a;static int count;
public://无参构造DataA(){count++;}//有参构造DataA(int num){a=num;count++;}//拷贝构造DataA(const DataA &ob){a=ob.a;count++;}//析构函数~DataA(){count--;}
};int DataA::count=0;//类外初始化int main(int argc, char *argv[])
{
DataA oba;
DataA obb(10);
DataA obc=oba;
cout<<"对象个数为"<<DataA::count<<endl;return 0;
}

静态成员函数

静态成员函数 是属于类 而不是对象（所有对象共享）

1、静态成员函数可以直接通过类名称访问

2、静态成员函数内只能操作静态成员数据

单例模式

单例模式的类，只能实例化一个对象

1、构造函数私有化

2、定义一个私有的对象指针，保存唯一的实例地址

#include <iostream>using namespace std;class SingleTon{//构造函数私有化
private:SingleTon(){count=0;cout<<"构造"<<endl;}~SingleTon(){cout<<"析构函数"<<endl;}SingleTon(const SingleTon &ob){count=0;cout<<"拷贝构造"<<endl;}private:static SingleTon *const p;int count;public:static SingleTon *getSingleTon(void){return p;}void printStirng(char *str){count++;cout<<"当前第"<<count<<"次任务打印："<<str<<endl;}};
SingleTon *const SingleTon::p=new SingleTon;int main(int argc, char *argv[])
{SingleTon *p=SingleTon::getSingleTon();p->printStirng("hello");SingleTon *p2=SingleTon::getSingleTon();p2->printStirng("hello");return 0;
}

类的存储结构

类的成员函数和静态变量不占类的内存空间

const修改成员函数为只读

#include <iostream>
#include<string>
#include<stdlib.h>
using namespace std;class DataA{
public :int a;mutable int b;//mutable修饰的成员变量可以修改public:void printString(void) const{//const修饰成员函数为只读
//      this->a=100;//在打印函数中修改成员变量   errorcout<<"a="<<a<<endl;this->b=100;cout<<"b="<<b<<endl;}DataA(int a,int b){this->a=a;this->b=b;}
};int main(int argc, char *argv[])
{DataA ob=DataA(10,20);ob.printString();return 0;
}

友元

1、普通全局函数作为类的友元

#include <iostream>
#include<string>using namespace std;class Room{friend void visit(Room &room);//friend关键字
private:string bedRoom;//卧室
public:string setingRoom;//客厅
public://构造函数Room(string bedRoom,string setingRoom){this->bedRoom=bedRoom;this->setingRoom=setingRoom;}};//普通的全局函数
void visit(Room &room){cout<<"访问了"<<room.setingRoom<<endl;cout<<"访问了"<<room.bedRoom<<endl;
}int main(int argc, char *argv[])
{Room room("张三卧室","张三客厅");visit(room);return 0;
}

2、类的某个成员函数 作为另一个类的友元

#include <iostream>
#include<string.h>using namespace std;class Room;//先声明class goodGay{
public:void visit01(Room &room);//先在类中声明，类外实现（否则之前只声明了Room，并没有声明Room中的成员，所以访问不了）void visit02(Room &room);
};class Room{friend  void goodGay::visit02(Room &room);//将类中成员函数声明为友元
private:string bedRoom;//卧室
public:string setingRoom;//客厅
public://构造函数Room(string bedRoom,string setingRoom){this->bedRoom=bedRoom;this->setingRoom=setingRoom;}};//类外实现
void goodGay::visit01(Room &room){cout<<"李四访问了"<<room.setingRoom<<endl;}void goodGay::visit02(Room &room){cout<<"好基友张八访问了"<<room.setingRoom<<endl;cout<<"好基友张八访问了"<<room.bedRoom<<endl;}int main(int argc, char *argv[])
{Room room("张三卧室","张三客厅");goodGay ob;ob.visit01(room);ob.visit02(room);return 0;
}

3、 整个类作为友元

这个类的所有成员函数 都可以访问另一个类的私有数据

#include <iostream>
#include<string.h>using namespace std;class Room;//先声明class goodGay{
public:void visit01(Room &room);//先在类中声明，类外实现（否则之前只声明了Room，并没有声明Room中的成员，所以访问不了）void visit02(Room &room);
};class Room{friend class goodGay;private:string bedRoom;//卧室
public:string setingRoom;//客厅
public://构造函数Room(string bedRoom,string setingRoom){this->bedRoom=bedRoom;this->setingRoom=setingRoom;}};void goodGay::visit01(Room &room){cout<<"李四访问了"<<room.setingRoom<<endl;}void goodGay::visit02(Room &room){cout<<"好基友张八访问了"<<room.setingRoom<<endl;cout<<"好基友张八访问了"<<room.bedRoom<<endl;}int main(int argc, char *argv[])
{Room room("张三卧室","张三客厅");goodGay ob;ob.visit01(room);ob.visit02(room);return 0;
}

注意
1．友元关系不能被继承。
2．友元关系是单向的，类A是类B的朋友，但类B不一定是类A的朋友。
3．友元关系不具有传递性。类B是类A的朋友，类C是类B的朋友，但类C不一定是类A的朋友

设计动态数组类

Array.h

#ifndef ARRAY_H
#define ARRAY_H
class Array{
private:int *arr;//存放首地址元素int capacity;//容量int size;//大小public:Array();Array(int capacity);Array(const Array &ob);~Array();int getCapacity() const;//get容量int getSize() const;//getSizevoid printArray(void);//打印数组void pushBack(int elem);//从尾部插入数据void popBack(void);//删除尾部元素int &at(int pos);//获取元素,并返回引用类型};#endif // ARRAY_H

array.cpp

#include "array.h"
#include "string.h"
#include <iostream>
using namespace std;
Array::Array(){capacity=5;size=0;arr=new int[capacity];memset(arr,0,sizeof(int)*capacity);}
Array::Array(const Array &ob){capacity=ob.capacity;size=ob.size;arr=new int[capacity];memcpy(arr,ob.arr,sizeof(int)*capacity);}
Array::~Array(){if(arr!=NULL){delete[]arr;arr=NULL;}
}
int Array::getCapacity()const{return capacity;
}
int Array::getSize()const{return size;
}
void Array::pushBack(int elem){if(size==capacity){int *temp=new int[2*capacity];memcpy(temp,arr,sizeof(int)*capacity);delete[]arr;arr=temp;capacity=2*capacity;}arr[size++]=elem;return;
}
void Array::popBack(){if(size==0){cout<<"容量为空"<<endl;}else{size--;}return;
}
int &Array::at(int pos){if(pos<0||pos>=size){cout<<"访问违法内存"<<endl;exit(-1);}return arr[pos];
}
void Array::printArray(void){for(int i=0;i<size;i++){cout<<arr[i]<<" ";}cout<<endl;
}

main.cpp

#include "array.h"
#include <iostream>
using namespace std;int main(int argc, char *argv[])
{
Array array;
array.pushBack(10);
array.pushBack(20);
array.pushBack(30);
array.pushBack(40);
array.printArray();
array.at(2)=100;
array.printArray();return 0;
}