当前位置：首页 > news >正文

黑马程序员C++核心编程学习笔记

news 2025/10/22 14:41:52

黑马程序员C++核心编程学习笔记

一、内存

1.1 内存四区

C++程序在执行时，将内存大致分为4个区域：代码区，全局区，栈区，堆区

代码区：存放函数体的的二进制代码，操作系统管理。

🔵特点：①共享：对于频繁被执行的程序，只需要在内存中有一份代码即可。
②只读：目的是防止程序意外地修改了它的指令。
全局区：存放全局变量、静态变量和常量（除了const修饰的局部变量）。程序结束时由操作系统释放。

//全局变量
int g_a = 10;
const int c_g_a = 10;
int main()
{int l_a = 10;//静态变量static int s_a = 10;//常量：字符串常量/const修饰的变量（全局/局部变量）const char* a = "hello";const int c_l_a = 10;cout << "局部变量l_a的十进制地址为：" << (int)&l_a << endl;cout << "全局变量g_a的十进制地址为：" << (int)&g_a << endl;cout << "静态变量s_a的十进制地址为：" << (int)&s_a << endl;cout << "字符串常量a的十进制地址为：" << (int)a << endl;cout << "const修饰的全局变量c_g_a的十进制地址为：" << (int)&c_g_a << endl;cout << "const修饰的局部变量c_l_a的十进制地址为：" << (int)&c_l_a << endl;return 0;}
12345678910111213141516171819202122

在这里插入图片描述

栈区：存放函数的参数值、局部变量。由编译器自动分配和释放。

🔴注意：不要返回局部变量的地址。

int* funcation()
{int a = 10;//存放在栈区，栈区的数据在函数执行完后自动释放return &a;
}
int main()
{int* p = funcation();cout <<"局部变量a的值为："<< *p << endl;  //第一次正常打印，因为编译器做了保留cout << "局部变量a的值为：" << *p << endl;return 0;
}
123456789101112

在这里插入图片描述

堆区：由程序员分配（new）和释放（delete），若程序员不释放，程序结束时由操作系统回收。

int* funcation()
{//new关键字，可以将数据开辟到堆区上//指针本质上也是局部变量，存放在栈区上，但是保存的数据在堆区int* p = new int(10);return p;
}
int main()
{int* p = funcation();cout << *p << endl;cout << *p << endl;return 0;
}
1234567891011121314

在这里插入图片描述

Tip：

程序运行前分为：代码区，全局区
程序运行后分为：栈区,堆区

[注]：关于内存更详细的知识👉深度剖析数据在内存中的存储👉几分钟让你了解什么是函数栈帧的创建和销毁

1.2 new操作符

//new的基本用法
int* p = new int(10);//在堆区创建整型变量，返回该变量的地址
delete p;//释放
int* parr = new int[10];//在堆区创建一个元素为10的整型数组，返回数组首元素的地址
delete[] arr;//释放一个数组 
12345

测试delete

int* funcation()
{int* p = new int(10);return p;
}
int main()
{int* p = funcation();cout << *p << endl;cout << *p << endl;delete p;cout << *p << endl;return 0;
}
1234567891011121314

二、引用

2.1 引用基本使用和注意事项

作用：给变量起个别名。
语法：数据类型 & 别名=原名
本质：指针常量

//eg.
int a = 10;
int& b = a;
123

🔴注意：
①引用必须初始化。
②引用一旦初始化就不可以更改了（如下的例子相当于int *const b=&a）

	//①引用必须初始化int a = 10;int& b;//错了！！！//②引用一旦初始化就不可以更改了int a = 10;int c = 20;int& b = a;int& b = c; //错了！！！
123456789

2.2 引用做函数参数

//eg.
/*实现数值交换*/
//1.传址交换
void swap1(int* a, int* b)
{int temp = *a;*a = *b;*b = temp;
}
//2.引用
void swap2(int& a, int& b)//起别名可以和原名一样
{int temp = a;a = b;b = temp;
}int main()
{int a = 10;int b = 20;swap1(&a, &b);swap2(a, b);return 0;
}
12345678910111213141516171819202122232425

2.3 引用函数返回值

🔴注意：
①不要返回局部变量的引用。函数返回时，局部变量会被释放，引用或指针指向的内容会失效
②函数的调用可以作为左值。

//eg.
//①不要返回局部变量的引用
int& test1()
{int a = 10;return a;
}
int main()
{int& ret = test1();cout << "ret=" << ret << endl;cout << "ret=" << ret << endl;test1() = 20; //②如果函数的返回值为引用，函数的调用可以作为左值cout << "ret=" << ret << endl;cout << "ret=" << ret << endl;return 0;
}
1234567891011121314151617

在这里插入图片描述

2.3 常量引用

目的：用来修饰形参，防止误操作。

int &ret=10; //错了！，引用本身需要一个合法的内存空间。
1
/*
相当于编译器先创建一个临时变量:int temp=10;
然后进行起别名:int& ret=temp;
*/
const int& ret = 10;
12345

🔴注意：用常量引用之后不可以更改数据。

//eg.
int main()
{const int& ret = 10;ret = 100;//errcout << "ret=" << ret << endl;return 0;
}
12345678

在这里插入图片描述

C++推荐引用，因为语法方便，编译器帮我们做了指针的内容。

三、函数提高

3.1 函数默认参数

语法：返回类型 函数名 （参数 =默认值） {}
用法：如果自己传入数据就用自己的，如果没有就用默认值。

int Add(int a = 0, int b = 0)
{return a + b;
}
int main()
{int a = 10;int b = 20;int c = Add(a, b);int e = Add(a);int f = Add(b);int g = Add();cout << "c=" << c << endl;cout << "e=" << e << endl;cout << "f=" << f << endl;cout << "g=" << g << endl;return 0;
}
123456789101112131415161718

在这里插入图片描述

🔴注意：

①默认值必须放在右边。

int test(int a, int b = 10, int c);//err
1

②声明和实现，有且只能有一个有默认参数。否则可能出现二义。

3.2 函数占位参数

语法：返回类型 函数名 （数据类型） {}

//eg.
void test1(int a, int)
{cout << "haha" << endl;}
void test2(int a, int b=10)//占位参数可以有默认参数
{cout << "haha" << endl;}
int main()
{test1(1);//errtest1(1, 1);test2(1);test2(1, 1);return 0;
}
12345678910111213141516171819

3.3 函数重载

作用：函数名可以相同，提高复用率。
满足条件：
①同一个作用域。
②函数名称相同。
③参数类型不同/个数不同/顺序不同。

//eg.
//在全局作用域
void test()
{cout << "调用test( )" << endl;
}
void test(int a) 
{cout << "调用test(int a)" << endl;
}
void test(double a)
{cout << "调用test(double a)" << endl;
}
void test(int a, int b)
{cout << "调用test(int a, int b)" << endl;
}
void test(int a, double b)
{cout << "调用test(int a, double b)" << endl;
}
void test(double a, int b)
{cout << "调用test(double a, int b)" << endl;
}
int main()
{test();test(1);test(3.14);test(1,3.14);test(3.14, 1);return 0;
}
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435

在这里插入图片描述

🔴注意：
①函数的返回值不可以作为函数重载的条件！出现二义。

//eg.
void test(int a) 
{cout << "调用test(int a)" << endl;
}
int test(int a)
{cout << "调用test(int a)" << endl;
}
123456789

在这里插入图片描述
②引用作为重载条件

//eg.
//引用作为重载条件
void test(int &a)
{cout << "调用test(int &a)" << endl;
}
void test(const int& b)
{cout << "调用test(const int& b)" << endl;
}
int main()
{int a = 10;const int b = 10;test(a);test(b);return 0;
}
123456789101112131415161718

在这里插入图片描述
③函数重载碰到默认参数

//eg.
//函数重载碰到默认参数
void test(int a,int b=10)
{cout << "调用test(int &a)" << endl;
}
void test(int a)
{cout << "调用test(const int& b)" << endl;
}
int main()
{test(10);//err,出现二义return 0;
}
123456789101112131415

在这里插入图片描述

四、类与对象

C++面向对象三大特性：封装、继承、多态

4.1 封装

🟦意义：
①将属性和行为作为一个整体。(放在一个class里面)
②将属性和行为加以权限控制。
public公共权限：类内外都可以访问
protected保护权限：类外不可以访问
private私有权限：类外不可以访问

//eg.1定义一个圆类
#define PI 3.14
//class 定义一个类 circle是类的名字
class circle
{//访问权限：公共权限
public://属性int r;//行为double circumference( ){return r * PI * 2;}
};
int main()
{circle c1;//创建具体的圆（对象）（实例化）c1.r = 10;//给具体的圆的属性赋值cout << "圆的周长为:" << c1.circumference() << endl;return 0;
}
12345678910111213141516171819202122
//eg.2设计一个学生类
class  student
{
public://属性string name;//string 类处理起字符串来会方便很多，完全可以代替C语言中的字符数组或字符串指针。int id;//行为void show() {cout << "姓名：" << name << "学号：" << id << endl;}
};
int  main()
{student s1;s1.name = "xiyang";s1.id = 1;s1.show();return 0;
}
1234567891011121314151617181920
//eg.3 公共权限，私有权限，保护权限访问的例子
class person
{
public:string name;
protected:string car;
private:int password;
public:void test(){name = "zyz";car = "ofo";password = 123;}
};
int main()
{person p1;p1.name = "xiyang";p1.car = "ufo"; //errp1.password = 456;//errreturn 0;
}
12345678910111213141516171819202122232425

🔴注意：struct与class的区别：
struct默认权限为：共有
class默认权限为：私有

4.1.1 成员属性设置为私有

🟦意义：
①可以直接控制读写的权限。
②对于写可以检测数据的有效性。

//eg.
class person
{
private:string name;//可读写int age;//只读string lover;//只写
public:void SetName(string s){name = s;}string GetName(){return name;}int GetAge(){age = 18;return age;}void SetLover(string s){lover = s;}
};
int main()
{person p1;p1.SetName("xiyang");p1.SetLover("薇尔莉特·伊芙加登");cout << "姓名为：" << p1.GetName() << endl;cout << "年龄为：" << p1.GetAge() << endl;return 0;
}
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435

设计案例1：立方体类

/*
要求：
1.设计一个立方体类
2.求出立方体的面积和体积
3.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
{
private://属性int L;int W;int H;
public://行为//设置 获取长，宽，高void SetL(int a){L = a;}int GetL(){return L;}void SetW(int a){W = a;}int GetW(){return W;}void SetH(int a){H = a;}int GetH(){return H;}//获得面积int S(){return 2 * ((L * W) + (L * H) + (W * H));}//获得体积int V(){return L * W * H;}//成员函数判断bool isSameByClass(cube& c){if (c.GetL() == L && c.GetW() ==W && c.GetH() == H)return true;elsereturn false;}};
//全局函数判断
bool isSame(cube& c1, cube& c2)
{if (c1.GetL() == c2.GetL() && c1.GetW() == c2.GetW() && c1.GetH() == c2.GetH())return true;elsereturn false;
}
int main()
{cube c1,c2;c1.SetL(10);c1.SetW(10);c1.SetH(10);c2.SetL(10);c2.SetW(5);c2.SetH(5);cout << "第一个立方体的面积为：" << c1.S() << endl;cout << "第一个立方体的体积为：" << c1.V() << endl;bool ret1 = isSame(c1, c2);if (ret1){cout << "全局函数判断c1 c2相等" << endl;}elsecout << "全局函数判断c1 c2不相等" << endl;bool ret2 = c1.isSameByClass(c2);if (ret2){cout << "成员函数判断c1 c2相等" << endl;}elsecout << "成员函数判断c1 c2不相等" << endl;return 0;
}
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970717273747576777879808182838485868788899091929394959697

在这里插入图片描述

设计案例2：点和圆的关系

/*要求：1.设计一个圆形类和一个点类2.计算点和圆的关系
*///由简单的数学可知：一个点（x，y）和圆的（x，y，r）的关系有三种：
//1.点在圆内：点到圆心的距离d < r
//2.点在圆上：d=r
//3.点在圆外：d>r
class circle
{
private:int r;//写+读int x;//写+读int y;//写+读
public:void SetX(int a){x = a;}int GetX(){return x;}void SetY(int a){y = a;}int GetY(){return y;}void SetR(int a){r = a;}int GetR(){return r;}
};
class point
{
private:int x;//写int y;//写
public:void SetX(int a){x = a;}void SetY(int a){y = a;}int location(circle& c){if ((x - c.GetX()) * (x - c.GetX()) + (y - c.GetY()) * (y - c.GetY()) == c.GetR() * c.GetR())return 0;else if ((x - c.GetX()) * (x - c.GetX()) + (y - c.GetY()) * (y - c.GetY()) > c.GetR() * c.GetR())return 1;elsereturn -1;}
};
int main()
{circle c;point p;c.SetX(0);c.SetY(0);c.SetR(1);p.SetX(0);p.SetY(0);int ret = p.location(c);if (ret == 1){cout << "点在圆外" << endl;}else if(ret == -1){cout << "点在圆内" << endl;}else{cout << "点在圆上" << endl;}return 0;
}
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818283848586878889

优化：因为圆类里面包含点类（转到目录4.3.2.4类对象作为类的成员）

4.2 对象的初始化和清理

C++利用构造函数和析构函数解决了对象的初始化和清理。对象的初始化和清理工作是编译器强制要求我们做的事情，因此就算我们不提供构造和析构，编译器也会提供，只不过编译器提供的是构造函数和析构函数的空实现。

4.3.1 构造函数

定义：主要作用在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。
语法：类名 () { }
分类：按参数分：有参，无参；按类型分：普通构造，拷贝构造。
调用方式：括号法，显示法，隐式转换法.
🔴注意：
①构造函数可以有参数，因此可以重载。
②程序在调用对象时会自动调用构造，无须手动调用，且只用调用一次。

//构造的分类和调用
class person
{
public://无参（普通构造）（默认构造）person(){cout << "无参构造函数调用" << endl;}//有参（普通构造）person(int a){cout << "有参构造函数调用" << endl;}//拷贝构造函数person(const person &p){age = p.age;//克隆数据cout << "拷贝构造函数的调用" << endl;}
public:int age;
};
int main()
{//括号法person p1;//叫括号法，但是不能加(),加了()编译器会认为是一个函数声明person p2(10); //p2的年龄初始化为10person p3(p2);  //显示法person p4 = person();person p5 = person(10);person p6 = person(p5);//person()为匿名对象，没有名字，但创建了对象//不要用拷贝构造函数初始化匿名对象，如person(p3)，等价于person p3//隐式转换法person p7 = 10;//转换为：person p7=person(10)
}
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940

构造函数的调用规则：
创建一个类，C++至少给每一个类添加4个函数：默认构造(空实现)，析构函数(空实现)，拷贝构造(值拷贝)，赋值运算符Operator=对属性进行值拷贝（4.5.4中介绍）
①如果用户定义一个有参构造函数，C++不会提供默认构造函数，但是会提供拷贝构造函数。
②如果用户定义一个拷贝构造函数，C++不会提供别的构造函数。

//eg.①如果用户定义一个有参构造函数，C++不会提供默认构造函数，但是会提供拷贝构造函数
class person
{
public:person(int a){age = a;cout << "默认构造函数的调用" << endl;}int  show(){return age;}
private:int age;
};
int main()
{person p1;//errperson p2(18);person p3(p2);//拷贝构造函数cout << "p2的年龄为：" << p2.show() << endl;return 0;
}
123456789101112131415161718192021222324
//②如果用户定义一个拷贝构造函数，C++不会提供别的构造函数
class person
{
public:person(const person& p){age = p.age;//克隆数据cout << "拷贝构造函数的调用" << endl;}int  show(){return age;}
private:int age;
};
int main()
{person p1;//errperson p2(18);//errperson p3(p1);cout << "p2的年龄为：" << p2.show() << endl;return 0;
}
123456789101112131415161718192021222324

4.3.2 析构函数

定义：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。
语法：~类名 () { }

🔴注意：
①析构函数不可以有参数，因此不可以重载。
②程序在对象销毁前会自动调用析构，无须手动调用，且只用调用一次。

//eg. 构造函数和析构函数例子
class person
{
public:person(){cout << "构造函数的调用" << endl;}~person(){cout << "析构函数的调用" << endl;}
};
int main()
{person p;//创建在栈上，在对象销毁前自动调用析构函数return 0;
}
123456789101112131415161718

在这里插入图片描述

4.3.2.1 拷贝函数调用的时机

C++中拷贝函数调用一般有三种情况：
①使用一个已创建完毕的对象来初始化一个新对象。
②值传递的方式给函数参数传值。
③以值的方式返回局部对象。

class person
{
public:person(){cout << "默认构造函数的调用" << endl;}person(int a){age = a;cout << "默认构造函数的调用" << endl;}person(const person& p){age = p.age;//克隆数据cout << "拷贝构造函数的调用" << endl;}int  show(){return age;}
private:int age;
};
void test1(person p)//仅仅测试
{
}
person test2()
{person p;return p;
}
int main()
{//使用一个已创建完毕的对象来初始化一个新对象person p1(20);person p2(p1);cout << "p2的年龄为：" << p2.show() << endl;//值传递的方式给函数参数传值person p3;test1(p3);//以值的方式返回局部对象test2();return 0;
}
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445

4.3.2.2 深拷贝与浅拷贝

浅拷贝：简单的赋值拷贝。
深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝。

❗ 浅拷贝存在的问题：堆区内容重复释放。
在这里插入图片描述

✅解决方案·
在这里插入图片描述

//eg.
class person
{
public:person(int a,int h){age = a;height = new int(h);cout << "有参构造函数的调用" << endl;}person(const person& p){age = p.age;//height=p.height;//编译器默认实现height = new int(*(p.height));cout << "拷贝构造函数的调用" << endl;}~person(){if (height != NULL){delete height;height = NULL;}cout << "析构函数的调用" << endl;}int  GetAge(){return age;}int GetHeight(){return *height;}
private:int age;int *height;
};
int main()
{person p1(18, 160);cout << "p1的年龄为：" << p1.GetAge() << " p1的身高为：" << p1.GetHeight() << endl;person p2(p1);cout << "p2的年龄为：" << p2.GetAge() << " p2的身高为：" << p2.GetHeight() << endl;return 0;
}
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546

4.3.3 初始化列表

//eg.
class person
{
public://初始化列表初始化属性person() :age(10), key(123), height(160){}person(int a, int b, int c) :age(a), key(b), height(c){}int age;int key;int height;
};
int main()
{person p1;person p2(18, 456, 180);cout << "p1的年龄，密码，身高为：\n" << p1.age << p1.key << p1.height<<endl;cout << "p2的年龄，密码，身高为：\n" << p2.age << p2.key << p2.height<<endl;return 0;
}
12345678910111213141516171819202122232425

4.3.4 类对象作为类的成员

//eg.
class phone
{
public:phone(string p):PhoneName(p){}string PhoneName;
};
class person
{
public:person(string s,string p) : name(s),Phone(p){}string name;phone Phone;
};
int main()
{person p1("xiyang", "huawei");cout << "名字：" << p1.name << "手机：" << p1.Phone.PhoneName << endl;return 0;
}
123456789101112131415161718192021222324252627

🔴注意：若class里面有其他类，则先构造其他类，再构造自身。析构相反。

//eg
class phone
{
public:phone(string p):PhoneName(p){cout << "调用phone构造" << endl;}~phone(){cout << "调用phone析构" << endl;}string PhoneName;
};
class person
{
public:person(string s,string p) : name(s),Phone(p){cout << "调用person构造" << endl;}~person(){cout << "调用person析构" << endl;}string name;phone Phone;
};
int main()
{person p1("xiyang", "huawei");cout << "名字：" << p1.name << "手机：" << p1.Phone.PhoneName << endl;return 0;
}
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435

在这里插入图片描述

4.3.5 静态成员

静态成员变量：
🔵特点：
①所有对象共享一份数据。
②在编译阶段分配内存。
③类内声明，类外初始化。

//eg.
class person
{
public:static int a;//类内声明
};
int person::a = 100;//类外初始化
int main()
{person p1;cout << "p1的值为：" << p1.a << endl;person p2;p2.a = 200;cout << "p1的值为：" << p1.a << endl;return 0;
}
12345678910111213141516

🔴注意：
① 静态成员变量不属于某一个对象。因此有两种访问方式：①类名访问，②对象访问。

class person
{
public:static int a;
};
int person::a = 100;
int main()
{//对象访问person p1;cout << p1.a << endl;//类名访问cout  << person::a << endl;return 0;
}
123456789101112131415

②静态成员变量也有访问权限。

静态成员函数：
🔵特点：
①所有对象共享一个函数。
②静态成员函数只能访问静态成员函数。
🔴注意：静态成员函数也有访问权限。

//静态成员函数的访问
class person
{
public:static void test(){cout << "static void test()调用" << endl;}
};
int main()
{//对象访问person p;p.test();//成员访问person::test();return 0;
}
123456789101112131415161718
//静态成员函数只能访问静态成员函数
class person
{
public:static void test(){a = 200;b = 200;//err，对象不明cout << "static void test()调用" << endl;}static int a;//静态成员函数访问静态成员变量int b;//非静态成员函数
};
int person::a = 100;
int main()
{person p;p.test();return 0;
}
1234567891011121314151617181920

4.3 C++对象模型和this指针

4.4.1 成员变量和成员函数分开存储

在C++中，类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。

//eg.
class person1
{};
class person2
{int a;//非静态成员变量
};
class person3
{int a;static int b;//静态成员变量
};
class person4
{int a;static int b;//静态成员变量void test()//非静态成员函数{}
};
int main()
{//空对象占用内存是 1//C++会给每一个空对象分配一个字节的内存空间，为了区分空对象占内存的位置//每一个空对象也应该有一个独一无二的内存地址person1 p1;cout << "sizeof(p)=" << sizeof(p1) << endl;//1//虽然空对象有一个字节，但是一旦类里面不为空就跟着类中字节走person2 p2;cout << "sizeof(p)=" << sizeof(p2) << endl;//4//静态成员变量不属于类对象上的person3 p3;cout << "sizeof(p)=" << sizeof(p3) << endl;//4//类的成员变量和成员函数分开存储person4 p4;cout << "sizeof(p)=" << sizeof(p4) << endl;//4return 0;
}
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344

4.4.2 this指针概念

定义：this指针指向被调用的成员函数所属的对象。
🔵特点：
①this指针隐含在每一个非静态成员函数内的一种指针。
②this指针不需要定义，可直接使用。
🟦意义：
①当形参和成员变量同名时，可以用this指针来区分。
②在类的非静态成员函数中返回对象本身，可以用retrun *this

❗形参和成员变量名字相同：
在这里插入图片描述

✅解决方案：

//eg.当形参和成员变量同名时，可以用this指针来区分。
class person
{
public:person(int age){//this 指向被调用的成员函数所属的对象this->age = age;}int age;
};
int main()
{person p1(18);cout << "p1的年龄为：" << p1.age << endl;return 0;
}123456789101112131415161718

在这里插入图片描述

// 在类的非静态成员函数中返回对象本身，可以用retrun *this
class person
{
public:person(int age){this->age = age;}person& test(person p)//person一定要加&，使用本体{this->age += p.age;return *this;}int age;
};
int main()
{person p1(18);person p2(18);//链式编程p2.test(p1).test(p1);cout << "p2的年龄为：" << p2.age << endl;return 0;
}
123456789101112131415161718192021222324

在这里插入图片描述

4.4.3 空指针访问成员函数

C++中空指针可以调用成员函数

class person
{
public:void test1(){cout << "test1" << endl;}void test2(){cout << "age="<<this->age<< endl;//err，传入的指针为空}int age;
};
int main()
{person *p=NULL;p->test1();p->test2();return 0;
}
1234567891011121314151617181920void test2(){if(this->age==NULL)return;//提高代码的健壮性cout << "age="<<this->age<< endl;//err，传入的指针为空}
123456

4.4.4 const修饰成员函数

常函数：成员函数后const
🔵特点：
①常函数内不可以修改成员属性。
②成员属性声明时加关键字mutable后，在常函数中依然可以修改。

//eg.
class person
{void test2(){a = 100;b = 200; //err b是常量不可以修改c = 300;}//在成员函数后加const，修饰的是this指向，让指针指向的值不能改变void test1() const{a = 100;  //err 相当于this->a=100 b = 200;  //err b是常量不可修改c = 300;}int a;const int b;mutable int c;
};
int main()
{person p;p.test1();p.test2();return 0;
}
123456789101112131415161718192021222324252627

常对象：声明对象前加const
🔵特点：
①常对象只能调用常函数。

//eg.
class  person
{
public:void test1(){}void test2() const{}int a;const int b;mutable int c;
};
int main()
{const person p;//不能修改指针指向的值p.a = 100;//errp.b = 200;//errp.c = 300;p.test1();//err 常对象只能调用常函数p.test2();
}
1234567891011121314151617181920212223

4.4 友元

目的：让一个函数或类，访问另一个类中的私有成员。
关键字：friend
实现：
①全局函数做友元。
②类做友元。
③成员函数做友元。

//全局函数做友元
class building
{friend void test2(building* b);//声明友元函数
private:string bedroom;
public:building(){bedroom = "卧室";livingroom = "客厅";}string livingroom;
};
void test1(building* b)
{cout << "访问" << b->livingroom << endl;cout << "访问" << b->bedroom<< endl;//err 不可访问私有成员
}
void test2(building* b)
{cout << "访问" << b->livingroom << endl;cout << "访问" << b->bedroom << endl;
}
int main()
{building b1;test1(&b1);test2(&b1);return 0;
}
12345678910111213141516171819202122232425262728293031
//类做友元
class building
{friend class gay2;
public:building();string livingroom;
private:string bedroom;
};
building::building()
{bedroom = "卧室";livingroom = "客厅";
}
//非友元
class gay1
{
public:gay1();void vist();building* b;
};
gay1::gay1()
{b = new building;
}
void gay1::vist()
{cout << "朋友在访问" << b->livingroom << endl;cout<< "朋友在访问" << b->bedroom << endl;//err 没有访问权限
}
//友元
class gay2
{
public:gay2();void vist();building* b;
};
gay2::gay2()
{b = new building;
}
void gay2::vist()
{cout << "朋友在访问" << b->livingroom << endl;cout << "朋友在访问" << b->bedroom << endl;
}
int main()
{gay1  g1;g1.vist();gay2 g2;g2.vist();return 0;
}
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657
//成员函数做友元
class building;//当用到友元成员函数时，需注意友元声明与友元定义之间的互相依赖。
class gay
{
public:gay();void test1();void test2();building* b;
};
gay::gay()
{b = new building;
}
void gay::test1()
{cout << "正在访问" << b->livingroom <<endl;cout << "正在访问" << b->bedroom << endl;//err 
}
void gay::test2()
{cout << "正在访问" << b->livingroom << endl;cout << "正在访问" << b->bedroom << endl;
}
class building
{
public:building();string livingroom;friend void gay::test2();
private:string bedroom;};
building::building()
{bedroom = "卧室";livingroom = "客厅";
}
int main()
{gay g1;g1.test1();g1.test2();return 0;
}
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546

4.5 运算符重载

运算符重载对已有的运算符重新定义，赋予另一种功能，以适应不同的数据类型。

4.5.1 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。

//eg.
//加号运算符重载
class person
{
public:person(int x, int y) :a(x), b(y){}//重载运算符operator//成员函数重载+号person operator+(person& p){person temp(0, 0);temp.a = this->a + p.a;temp.b = this->b + p.b;return temp;}int a;int b;
};
//全局函数重载+号
person operator+(person& p1, person& p2)
{person temp(0, 0);temp.a = p1.a + p2.a;temp.b = p1.b + p2.b;return temp;
}
int main()
{person p1(10, 10);person p2(10, 10);person p3 = p1+p2;//方法一(若用此方法需要屏蔽上面一种重载方式，避免多个运算符+与操作数匹配)person p3 = p1.operator+(p2);//方法二person p3 = operator+(p1, p2);//方法三
}
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637

🔴注意：不要滥用运算重载符。

4.5.2 左移运算符重载

作用：可以输出自定义类型。

//eg
class person
{
public://舍弃成员函数重载，p.operator<<cout相当于p<<cout与期望不相符//void operator<<(cout)//{//}person(int x) :a(x){}int a;int b;
};
//全局函数重载左移运算符
//cout属于标准输出流ostream类型
//返回ostream是链式编程思想，返回后cout<<p<<...后面可以再利用
ostream& operator<<(ostream& cout, person& p)
{cout <<"p中a的值为："<< p.a<<"p中b的值为："<< p.b<<endl;return cout;
}
int main()
{person p(10);cout << p;//方法一operator<<(cout, p);//方法二return 0;
}
12345678910111213141516171819202122232425262728293031

4.5.3 递增运算符重载

//重载递增运算符
class MyInt
{friend ostream& operator<<(ostream& cout, MyInt m);
public:MyInt(){num = 0;}//前置++//&的作用是对同一个数据进行递增MyInt& operator++(){//先++num++;//再返回return *this;}//后置++//int是占位参数MyInt operator++(int){//先暂存MyInt temp = *this;//再++num++;//返回暂存的数据return temp;}private:int num;
};
ostream& operator<<(ostream& cout, MyInt m)
{cout << m.num;return cout;
}
int main()
{MyInt m;cout << ++m << endl;cout <<m++<< endl;return 0;
}12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546

🔴注意：前置++，返回是引用。后置++，返回的是值。

4.5.4 赋值运算符重载

创建一个类，C++至少给每一个类添加4个函数：默认构造(空实现)，析构函数(空实现)，拷贝构造(值拷贝)，赋值运算符Operator=对属性进行值拷贝

//赋值运算符的重载
class person
{
public:person(int a){age=new int(a);}~person(){if (age != NULL){delete age;age = NULL;}}//重载赋值运算符以避免浅拷贝带来的问题person& operator=(person& p){//age=p.age;//编译器默认实现if (age != NULL){delete age;age = NULL;}age = new int(*p.age);//返回自身return *this;}int *age;
};
int main()
{person p1(10);person p2(20);person p3(30);p3=p2 = p1;cout << *(p2.age) << endl;//10cout << *(p3.age) << endl;//10return 0;
}
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041

4.5.5 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。

//关系运算符重载 == !=
class person
{
public:person(string s,int a):name(s),age(a){}bool operator==(person& p){if (this->name == p.name && this->age == p.age){return true;}elsereturn false;}string name;int age;
};
int main()
{person p1("xi",10);person p2("xi",20);if (p1 == p2){cout << "p1和p2相等" << endl;}elsecout << "p1和p2不相等" << endl;return 0;
}
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132

4.5.6 函数调用运算符重载（仿函数）

//函数调用运算符重载
class MyPrint
{
public:void operator()(string text)//与函数调用长得差不多，所以被称为仿函数{cout << text << endl;}
};
void print(string text)
{cout << text << endl;
}
int main()
{MyPrint m1,m2;m1("xiyang");m2("xiyang");return 0;
}
1234567891011121314151617181920

4.6 继承

4.6.1 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。

//普通实现页面
class java
{
public:void head(){cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;}void foot(){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;}
};
class cpp
{
public:void head(){cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;}void foot(){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 << "CPP学科视频" << endl;}
};
class python
{
public:void head(){cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;}void foot(){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 << "python学科视频" << endl;}
};
void test1()
{cout << "java下载视频页面如下：" << endl;java j;j.head();j.foot();j.left();j.content();cout << "--------------------" << endl;
}
void test2()
{cout << "cpp下载视频页面如下：" << endl;cpp c;c.head();c.foot();c.left();c.content();cout << "--------------------" << endl;
}
void test3()
{cout << "python下载视频页面如下：" << endl;python p;p.head();p.foot();p.left();p.content();cout << "--------------------" << endl;
}
int main()
{test1();test2();test3();return 0;}
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899
//继承写法
class BasePage
{
public:void head(){cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;}void foot(){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 << "python学科视频" << endl;}
};
class java :public BasePage
{void content(){cout << "java学科视频" << endl;}
};
class cpp :public BasePage
{void content(){cout << "cpp学科视频" << endl;}
};
class python :public BasePage
{void content(){cout << "python学科视频" << endl;}
};
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142

优势：减少重复代码
语法：class 子类 : 继承方式

4.6.2 继承方式

一共有三中继承方式： ①公共继承②保护继承③私有继承

//eg.
class father
{
public:int a;
protected:int b;
private:int c;
};//公共继承
class son1 :public father
{
public:void test1(){a = 10;//父类中的公共权限成员，子类也是公共权限b = 10;//父类中的保护权限成员，子类也是保护权限//c = 10;//err 父类的私有权限成员，子类无法访问}
};
void test11()
{son1 s;s.a;//s.b;//err保护权限，类外无法访问
}//保护继承
class son2 :protected father
{
public:void test2(){a = 10;//父类中的公共权限成员，子类是保护权限b = 10;//父类中的保护权限成员，子类是保护权限//c = 10;//err 父类的私有权限成员，子类无法访问}
};
void test22()
{son2 s;//s.a;//err保护权限，类外无法访问//s.b;//err保护权限，类外无法访问
}//私有继承
class son3 :private father
{
public:void test3(){a = 10;//父类中的公共权限成员，子类是私有权限b = 10;//父类中的保护权限成员，子类是私有权限//c = 10;//err 父类的私有权限成员，子类无法访问}
};
void test22()
{son3 s;//s.a;//err私有权限，类外无法访问//s.b;//err私有权限，类外无法访问
}
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364

4.6.3 继承中的对象模型

❗ Q:从父类继承过来的成员，哪些属于子类对象中？

//eg
class father
{
public:int a;static int d;//不继承
protected:int b;
private:int c;
};
class son :public father
{
public:int e;
};
int main()
{//父类中的所有非静态成员属性都会被子类继承//父类的私有成员被编译器隐藏，访问不到但是被继承cout << "size of(son)=" << sizeof(son) << endl;//16return 0;
}
1234567891011121314151617181920212223

用工具查看：

在这里插入图片描述

cl /d1 reportSingleClassLayout查看的类名 所属文件名
1

在这里插入图片描述

4.6.4 继承中构造和析构顺序

//eg
class father
{
public:father(){cout << "father的构造函数" << endl;}~father(){cout << "father的析构函数" << endl;}
};
class son :public father
{
public:son(){cout << "son的构造函数" << endl;}~son(){cout << "son的析构函数" << endl;}
};
int main()
{son s;return 0;
}
123456789101112131415161718192021222324252627282930

在这里插入图片描述

4.6.5 继承同名成员处理方式

//eg
class father
{
public:father(){a = 10;}void test(){cout << "father中的test()函数调用" << endl;}int a;static int b;
};
int father::b=10;
class son :public father
{
public:son(){a = 20;}void test(){cout << "son中的test()函数调用" << endl;}int a;static int b;
};
int son::b = 20;
int main()
{son s;//同名非静态属性处理方式cout << "son中a=" << s.a << endl;cout << "father中a=" << s.father::a << endl;//通过子类对象访问父类对象成员需要加作用域//同名函数处理方式1hjs.test();s.father::test();//同名静态属性处理方式//方法一：对象访问cout << "对象访问son中b=" << s.b << endl;cout << "对象访问father中b=" << s.father::b << endl;//方法二：类名访问cout << "类名访问son中b = " << son::b << endl;cout << "类名访问father中b = " << father::b << endl;cout << "类名访问father中b = " << son::father::b << endl;
}
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051

①子类对象访问子类同名成员：直接访问
②子类对象访问父类同名成员：加作用域::

4.6.6 多继承语法

语法：class 子类：继承方式父类1，继承方式父类2，...

//eg .用法与上面的大同小异，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
class father1
{
public:father1(){a = 10;}int a;
};
class father2
{
public:father2(){b = 10;}int b;
};
class son :public father1, public father2
{
public:son(){c = 10;d = 20;}int c;int d;
};
int main()
{son s;cout << "sizeof (son)=" << sizeof(son) << endl;cout << "father1中a的值" << s.a << endl;}
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637

🔴注意：C++实际开发中不建议用多继承

4.6.7 菱形继承

定义：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。在这里插入图片描述
❗Q: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
✅:虚继承可以解决菱形继承问题

//eg.
class animal
{
public:int age;
};
//关键字virtual将yang变成虚继承
class yang:virtual public animal{};
class tuo:virtual public animal{};
class YangTuo :public yang, public tuo{};
int main()
{YangTuo yt;yt.yang::age = 10;yt.tuo::age = 20;//数据只有一份cout << yt.yang::age << endl;//20cout << yt.tuo::age << endl;//20cout << yt.age << endl;//20
}
1234567891011121314151617181920

4.7 多态

4.7.1 多态的基本概念

分类：
①静态多态：函数重载和运算符重载
①动态多态：派生类和虚函数实现运行时多态

🔵特点：

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

//eg
class animal
{
public:void breathe(){cout << "动物呼吸" << endl;}//虚函数virtual void speak(){cout << "动物叫" << endl;}
};
class cat:public animal
{
public:void breathe(){cout << "喵呼吸" << endl;}//重写void speak(){cout << "miaomiao~" << endl;}
};
//地址早绑定 在编译阶段确定函数地址
void DoSpeak(animal &a)
{a.speak();
}
//地址晚绑定 在函数前加 virtual，在运行阶段确定地址
void DoBreathe(animal& a)
{a.breathe();
}
int main()
{cat c;DoSpeak(c);//miaomiao~DoBreathe(c);//动物呼吸
}
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344

动态多态满足条件:
①有继承关系
②子类重写父类中的虚函数（子类的virtual可有可无）

动态多态的使用：父类的指针或引用，执行子类对象。

4.7.2 多态原理剖析（图解）

在这里插入图片描述

4.7.3 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

//普通写法  + - * /
class calculator
{
public:int GetResult(string s){if (s == "+")return a + b;else if (s == "-")return a - b;else if (s == "*")return a * b;else if (s == "/")return a / b;}int a;int b;
};
int main()
{calculator c;string s;cout << "输入两个整型数字的+-*/运算：" << endl;;cin >> c.a >>s>> c.b;cout << "=" << c.GetResult(s) << endl;return 0;
}
123456789101112131415161718192021222324252627

❗局限：扩展新的功能，需要修改源码。
✅：

//多态写法
class AbstractCalculator
{
public:virtual int GetResult(){return 0;}int a;int b;
};
//加法计算器类
class Add :public AbstractCalculator
{
public:int GetResult(){return a + b;}
};
//减法计算器类
class Sub :public AbstractCalculator
{
public:int GetResult(){return a - b;}
};
//乘法计算器类
class Mul :public AbstractCalculator
{
public:int GetResult(){return a * b;}
};
//除法计算器类
class Div:public AbstractCalculator
{
public:int GetResult(){return a / b;}
};void Do(AbstractCalculator& ac2)
{ac2.GetResult();
}
int main()
{//加法//父类的指针或引用，执行子类对象AbstractCalculator* ac = new Add;ac->a = 10;ac->b = 20;cout << ac->a << "+" << ac->b << "=" << ac->GetResult() << endl;//记得销毁delete ac;//减法ac = new Sub;ac->a = 10;ac->b = 20;cout << ac->a << "-" << ac->b << "=" << ac->GetResult() << endl;//记得销毁delete ac;//乘法除法同理}
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374

多态优势：
①组织结构清晰，可读性强。
②对于前期和后期扩展及维护性高。

4.7.4 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

纯虚函数定义：virtual 返回值类型函数名（参数列表）= 0 ;
抽象类定义：当类中有了纯虚函数，这个类也称为抽象类

🔵抽象类的特点：
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virtual void func() = 0;
};
class son1 :public base
{
public:
};
class son2 :public base
{
public:void func() {}
};
int main()
{//base b;//err 抽象类无法实例化对象//new base;//err //son1 s;//子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类son2 s;
}
123456789101112131415161718192021222324

4.7.5 多态案例二：制作饮品

案例描述：
制作饮品的大致流程为：煮水 - 冲泡 - 倒入杯中 - 加入辅料。
利用多态技术实现本案例，提供抽象制作饮品基类，提供子类制作咖啡和茶叶。

class AbstractDrinking
{
public://煮水virtual void BoilWater() = 0;//冲泡virtual void Brew() = 0 ;//倒入杯中virtual void IntoCup() = 0;//加入辅料virtual void PutSomeing() = 0;//制作饮品void Make(){BoilWater();Brew();IntoCup();PutSomeing();}
};
class Tea :public AbstractDrinking
{//煮水virtual void BoilWater() {cout << "煮500ml水" << endl;}//冲泡virtual void Brew(){cout << "加入10g茶叶" << endl;}//倒入杯中virtual void IntoCup(){cout<<"倒入杯子里"<<endl;}//加入辅料virtual void PutSomeing() {cout << "加入柠檬" << endl;}
};
class Coffee :public AbstractDrinking
{//煮水virtual void BoilWater(){cout << "煮500ml水" << endl;}//冲泡virtual void Brew(){cout << "加入一勺咖啡" << endl;}//倒入杯中virtual void IntoCup(){cout << "倒入杯子里" << endl;}//加入辅料virtual void PutSomeing(){cout << "加入牛奶" << endl;}
};
void DoMake(AbstractDrinking* ad)
{ad->Make();delete ad;//记得销毁
}
int main()
{//做一杯茶DoMake(new Tea);//做一杯咖啡DoMake(new Coffee);
}
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970717273747576777879

4.7.6 虚析构函数和抽象类

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，将父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构就可以解决

虚析构语法：virtual ~类名(){}
纯虚析构语法：virtual ~类名() = 0; 类名::~类名(){}

class Animal
{
public:Animal(){cout << "Animal构造函数的调用" << endl;}~Animal(){cout << "Animal析构函数的调用" << endl;}//虚析构可以解决 父类指针释放子类对象时不干净的问题//virtual ~Animal()//{//	cout << "Animal虚析构函数的调用" << endl;//}//纯虚析构//virtual ~Animal() = 0;virtual void speak() = 0;};
//纯虚析构函数要有具体的函数实现
//Animal::~Animal()
//{
//	cout << "Animal纯虚析构函数的调用" << endl;
//}
class Cat:public Animal
{
public:Cat(string n){cout << "Cat的构造函数的调用" << endl;name = new string(n);}void speak(){cout << *name<<"miao~" << endl;}~Cat(){cout << "Cat的析构函数的调用" << endl;if (name != NULL){delete name;name = NULL;}}string *name;
};
int main()
{Animal* a = new Cat("mimi");a->speak();//父类指针在析构时候，不会调用子类中的析构函数，导致子类如果有堆区的属性，会出现内存的泄露delete a;
}
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758

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

🔴注意：纯虚析构，该类属于抽象类，无法实例化对象

4.7.7 多态案例三：电脑组装

案例描述：
电脑主要组成部件为 CPU（用于计算），显卡（用于显示），内存条（用于存储）
将每个零件封装出抽象基类，并且提供不同的厂商生产不同的零件，例如Intel厂商和Lenovo厂商
创建电脑类提供让电脑工作的函数，并且调用每个零件工作的接口
测试时组装三台不同的电脑进行工作

class CPU
{
public:virtual void calulate() = 0;
};
class VideoCard
{
public:virtual void display() = 0;
};
class Memory
{
public:virtual void storage() = 0;
};
//intel 厂商
class IntelCPU :public CPU
{void calulate(){cout << "Intel的CPU工作啦！" << endl;}
};
class IntelVideoCard :public VideoCard
{void display(){cout << "Intel的VideoCard工作啦！" << endl;}
};
class IntelMemory :public Memory
{void storage(){cout << "Intel的Memory工作啦！" << endl;}
};
//XiaoMi厂商
class XiaoMiCPU :public CPU
{void calulate(){cout << "XiaoMi的CPU工作啦！" << endl;}
};
class XiaoMiVideoCard :public VideoCard
{void display(){cout << "XiaoMi的VideoCard工作啦！" << endl;}
};
class XiaoMiMemory :public Memory
{void storage(){cout << "XiaoMi的Memory工作啦！" << endl;}
};
class Computer
{
public:Computer(CPU* cpu, VideoCard* videpcard, Memory* memory){this->cpu = cpu;this->videpcard = videpcard;this->memory = memory;}void DoWork(){cpu->calulate();videpcard->display();memory->storage();}~Computer(){if (cpu!= NULL){delete cpu;cpu = NULL;}if (videpcard!= NULL){delete videpcard;videpcard = NULL;}if (memory!= NULL){delete memory;memory = NULL;}}
private:CPU* cpu;VideoCard* videpcard;Memory* memory;
};
int main()
{CPU* intel_cpu = new IntelCPU;VideoCard* intel_vc = new IntelVideoCard;Memory* intel_m = new IntelMemory;Computer c1(intel_cpu, intel_vc, intel_m);c1.DoWork();CPU* xiaomi_cpu = new XiaoMiCPU;VideoCard* xiaomi_vc = new XiaoMiVideoCard;Memory* xiaomi_m = new XiaoMiMemory;Computer c2(xiaomi_cpu, xiaomi_vc, xiaomi_m);c2.DoWork();}
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112

在这里插入图片描述

五、文件

5.1 文本文件

程序运行时产生的数据都属于临时数据，程序一旦运行结束都会被释放，通过文件可以将数据持久化
C++中对文件操作需要包含头文件< fstream >

文件类型分为两种：
①文本文件 - 文件以文本的ASCII码形式存储在计算机中
②二进制文件 - 文件以文本的二进制形式存储在计算机中，用户一般不能直接读懂它们

操作文件的三大类:
①ofstream：写操作
②ifstream：读操作
③fstream ：读写操作

5.1.1 写文件

写文件步骤如下：

包含头文件: #include <fstream>
创建流对象: ofstream ofs;
打开文件: ofs.open(“文件路径”,打开方式);
写数据: ofs << "写入的数据";
关闭文件:ofs.close();

文件打开方式：

打开方式	解释
ios::in	为读文件而打开文件
ios::out	为写文件而打开文件
ios::ate	初始位置：文件尾
ios::app	追加方式写文件
ios::trunc	如果文件存在先删除，再创建
ios::binary	二进制方式

🔴注意：文件打开方式可以配合使用，利用|操作符。

//eg.
#include <fstream>
int main()
{//1.头文件//2.创建流对象ofstream ofs;//3.打开文件,方式为：为写ofs.open("test.txt", ios::out);//4.写数据ofs << "姓名：张三" << endl;ofs << "性别：男" << endl;ofs << "年龄：18" << endl;//5.关闭文件ofs.close();return 0;
}
1234567891011121314151617

在这里插入图片描述

5.1.2 读文件

读文件步骤如下：

包含头文件: #include <fstream>
创建流对象: ifstream ifs;
打开文件并判断文件是否打开成功: ifs.open(“文件路径”,打开方式);
读数据: 四种方式读取
关闭文件: ifs.close();

//eg.
#include <fstream>
#include <string>
void test()
{//1.包含头文件//2.创建流对象ifstream ifs;//3.打开文件并判断文件是否打开成功ifs.open("test.txt", ios::in);if (!ifs.is_open()){cout << "文件打开失败" << endl;return;}//4.读数据//第一种方式char buf[1024] = { 0 };while (ifs >> buf){cout << buf << endl;}//第二种char buf[1024] = { 0 };while (ifs.getline(buf,sizeof(buf))){cout << buf << endl;}//第三种string buf;while (getline(ifs, buf)){cout << buf << endl;}//第四种char c;while ((c = ifs.get()) != EOF)//end of file{cout << c;}//5.关闭文件ifs.close();
}
int main() 
{test();return 0;
}
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950

5.2 二进制文件

以二进制的方式对文件进行读写操作打开方式要指定为 ios::binary

5.2.1 写文件

二进制方式写文件主要利用流对象调用成员函数write
函数原型 ：ostream& write(const char * buffer,int len);
参数解释：字符指针buffer指向内存中一段存储空间。len是读写的字节数

#include <fstream>
#include <string>
class Person
{
public:char m_Name[64];int m_Age;
};
void test01()
{//1、包含头文件//2、创建输出流对象ofstream ofs("person.txt", ios::out | ios::binary);//3、打开文件//ofs.open("person.txt", ios::out | ios::binary);Person p = { "张三"  , 18 };//4、写文件ofs.write((const char*)&p, sizeof(p));//5、关闭文件ofs.close();
}
int main()
{test01();return 0;
}
1234567891011121314151617181920212223242526

在这里插入图片描述

5.2.2 读文件

二进制方式读文件主要利用流对象调用成员函数read
函数原型：istream& read(char *buffer,int len);
参数解释：字符指针buffer指向内存中一段存储空间。len是读写的字节数

#include <fstream>
#include <string>
class Person
{
public:char m_Name[64];int m_Age;
};
void test01()
{//1.包含头文件//2.创建流对象//3.打开文件并判断文件是否打开成功ifstream ifs("person.txt", ios::in | ios::binary);if (!ifs.is_open()){cout << "文件打开失败" << endl;return;}//4.读文件(读到的是正常的不是乱码)Person p;ifs.read((char*)&p, sizeof(p));cout << "姓名： " << p.m_Name << " 年龄： " << p.m_Age << endl;//5.关闭文件ifs.close();
}
int main()
{test01();return 0;
}
12345678910111213141516171819202122232425262728293031

文章知识点与官方知识档案匹配，可进一步学