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C++的对象特性和友元你真的了解吗

2024-04-02 19:55

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对象特征

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，对其使用后果也是未知

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

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.程序在调用对象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.程序在调用对象前会自动调用析构，无须手动调用，而且只会调用一次

#include<iostream>
using namespace std;
//对象的初始化和清理
//1.构造函数  实现初始化的操作
class Person {
public:
	//1构造函数
	//没有返回值  不用写void
	//函数名 与类名相同
	//构造函数可以有参数，可以发生重载
	//创建对象时，构造函数会自动调用，而且只调用一次
	Person() {
		cout<< "Person构造函数的调用" << endl;
	}
	//2.析构函数  实现清理的操作
	//没有返回值 不写void 
	//函数名和类名相同 在名称前加一个~
	//析构函数不可以有参数，不可以发生重载
	//对象在销毁前 会自动调用析构函数 而且只会调用一次
	~Person() {
		cout << "Person析构函数的调用" << endl;
	}
};
//构造和析构都是必须有的实现，如果我们自己不提供，编译器会提供一个空实现的构造和析构
void test01() {
	Person p;//在栈上的数据，test01执行完毕后，释放这个对象
}
 int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

函数的分类以及调用

构造函数的分类以及调用

两种分类方式：

按参数分为：有参构造和无参构造
按类型分：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

#include<iostream>
using namespace std;
//构造函数的分类及调用
//分类
//按照参数分类  无参构造（默认构造）和有参构造
//按照类型分类  普通构造 拷贝构造
class Person {
public:
	//构造函数
	Person() {
 		cout << "Person的无参构造函数调用" << endl;
	}
	Person(int a) {
		age = a;
		cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
	}
	//拷贝构造函数
	Person(const Person &p) {
		//将传入的人身上的所有属性，拷贝到“我”身上
		age = p.age;
		cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
	}
	~Person() {
		cout << "Person的析构函数调用" << endl;
	}
	int age;
};
//调用
void test01() {
	//1.括号法
	//Person p1;//默认函数调用
	//Person p2(10);//有参构造函数
	//Person p3(p2);//拷贝构造函数
	//注意事项
	//调用默认构造函数的时候，不要加()
	//因为下面这行代码,编译器会认为是一个函数的声明，不会认为在创建对象
	//Person p1();
  	
	//2.显示法
	//Person p1;
	//Person p2 = Person(10);//有参构造
	//Person p3 = Person(p3);//拷贝构造
	//Person(10);//匿名对象 特点：当前行执行结束后，系统会立即回收掉匿名对象
	//
	// 注意事项2
	// 不要利用拷贝构造函数，初始化匿名对象  编译器会认为Person(p3) === Person p3;对象声明
	//Person(p3);
 	//3.隐式转换法
	Person p4 = 10;//相当于 写了 Person p4 = Person(10); 有参构造
	Person p5 = p4;//拷贝构造
}
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

拷贝构造函数调用时机

拷贝构造函数调用时机通常有三种情况

1.使用一个已经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.以值方式返回局部对象

#include<iostream>
using namespace std;
//拷贝构造函数的调用时机
//1.使用一个已经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.值方式返回局部对象
class Person {
public:
	Person() {
		cout << "Person的默认构造函数调用" << endl;
	}
	Person(int age) {
		cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
		m_Age = age;
	}
	Person(const Person &p) {
		cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
	}
	~Person() {
 		cout << "Person析构函数调用" << endl;
	}
	int m_Age;
};
//拷贝构造函数的调用时机
//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 p1(20);
	Person p2(p1);
	cout << "p2的年龄为：" << p2.m_Age << endl;
}
//2.值传递的方式给函数参数传值
void doWork(Person p) {
  }
 void test02() {
	Person p;
	doWork(p);
}
 //3.值方式返回局部对象
Person doWork2() {
	Person p1;
	return p1;
}
void test03() {
	Person p = doWork2();
}
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++不再提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造

如果用户定义拷贝构造函数，c++不再提供其他构造函数

#include<iostream>
using namespace std;
//构造函数的调用规则
//1.创建了一个类，c++编译器会给每个类都添加至少三个函数
//默认构造  （空实现）
//析构函数  （空实现）
//拷贝构造  （值拷贝）
//2.如果我们写了有参构造函数，编译器就不再提供默认构造，依然提供拷贝构造
//如果我们写了拷贝构造函数，编译器不再提供其他构造函数了
class Person {
public:
	
	
	Person(const Person& p) {
		cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
}
 	~Person() {
		cout << "Person的析构函数调用" << endl;
	}
	int m_Age;
};
//void test01() {
//	Person p;
//	p.m_Age = 18;
//	Person p2(p);
//	cout << "p2的年龄为：" << p2.m_Age << endl;
//}
void test02() {
	Person p(28);
	Person p2(p);
	cout << "p2的年龄为：" << p2.m_Age << endl;
}
int main() {
	//test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

深拷贝与浅拷贝

浅拷贝：简单的赋值拷贝操作
深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

#include<iostream>
using namespace std;
//深拷贝与浅拷贝
class Person {
public:
	Person() {
		cout << "Person的默认构造函数调用" << endl;
	}
	Person(int age,int height) {
		m_Age = age;
		m_Height = new int(height);
		cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
	}
	Person(const Person &p) {
		cout << "Person 拷贝构造函数的调用" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
		//m_Height = p.m_Height; 编译器默认实现就是这行代码
		//深拷贝操作
		//如果不利于深拷贝在堆区创建内存，会导致浅拷贝带来的重复释放堆区问题
		m_Height = new int(*p.m_Height);
	}
	~Person() {
		//析构堆区，将堆区开辟数据做释放操作
		if (m_Height != NULL) {
			delete m_Height;
			m_Height = NULL;
			//浅拷贝带来的问题就是堆区的问题重复释放
			//浅拷贝的问题 要利用深拷贝进行解决
		}
		cout << "Person的析构函数调用" << endl;
	}
	int m_Age;//年龄
	int* m_Height;//身高
};
void test01() {
	Person p1(18,160);
	cout << "p1的年龄为：" << p1.m_Age <<"身高为："<<*p1.m_Height << endl;
	Person p2(p1);
	cout << "p2的年龄为：" << p2.m_Age <<"身高为："<<*p2.m_Height << endl;
}
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

如果属性有在堆区开辟的，一定要自己提供拷贝构造函数，防止浅拷贝带来的问题

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）...{}

#include<iostream>
using namespace std;
//初始化列表
class Person {
public:
	//传统初始化操作
	
	//初始化列表初始化属性
	Person(int a,int b,int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {
 	}
	int m_A;
	int m_B;
	int m_C;
};
void test01() {
	//Person p(10, 20, 30);
	Person p(30,20,10);
	cout << "m_A = " << p.m_A << endl;
	cout << "m_B = " << p.m_B << endl;
	cout << "m_C = " << p.m_C << endl;
  }
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

类对象作为类变量

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作为成员去，A为对象成员

#include<iostream>
using namespace std;
//类对象作为类成员
//手机类
class Phone {
public:
	Phone(string pName) {
		cout << "Phone的构造函数调用" << endl;
		m_PName = pName;
	}
	~Phone() {
		cout << "Phone的析构函数调用" << endl;
	}
	//手机品牌名称
	string m_PName;
 };
//人类
class Person {
public:
	//Phone m_Phone = pName  隐式转换法
	Person(string name, string pName):m_Name(name),m_Phone(pName)
	{
		cout << "Person的构造函数调用" << endl;
	}
	~Person() {
		cout << "Person的析构函数调用" << endl;
	}
	//姓名
	string m_Name;
	//手机
	Phone m_Phone;
};
//当其他类对象作为本类成员，构造时先构造类对象，再构造自身，析构的顺序与构造相反
void test01() {
	Person p("张三","苹果");
	cout << p.m_Name << "拿着" << p.m_Phone.m_PName << endl;
 }
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：

静态成员变量

所有对象共享一份数据

在编译阶段分配内存

类内声明，类外初始化

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

#include<iostream>
using namespace std;
//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:
	//静态成员函数
	static void func() {
		m_A = 100;//静态成员函数可以访问静态成员变量
		//m_B = 200;//静态成员函数不可以访问非静态成员变量，无法区分到底是哪个m_B
		cout << "static void func的调用" << endl;
	}
	static int m_A;//静态成员变量
	int m_B;//非静态成员变量
	//静态成员函数也是有访问权限的
private:
	static void func2() {
		cout << "static void func2的调用" << endl;
	}
};
int Person::m_A = 0;
//有两种访问方式
void test01() {
	//1.通过对象进行访问
	Person p;
	p.func();
	//2.通过类名访问
	Person::func();
	//Person::func2();类外访问不到私有的静态成员函数
}
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

成员变量和成员函数分开储存

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

#include<iostream>
using namespace std;
//成员变量和成员函数是分开存储的
class Person {
	int m_A;//非静态成员变量  属于类的对象上的
	static int m_B;//静态成员变量  不属于类的对象上
	void func() {}//非静态成员函数  不属于类的对象上
	static void func2() {}//静态成员函数  不属于类的对象上
};
int Person::m_B = 0;
void test01() {
	Person p;
	//空对象占用的内存空间为：1
	//c++编译器会给每个空对象也分配一个字节空间，是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
	cout << "size of p = "<<sizeof(p) << endl;
}
void test02() {
	Person p;
	cout << "size of p = " << sizeof(p) << endl;
}
int main() {
	//test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

this指针的用途

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：

当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分

在类的非静态成员函数中返回对象本身，可使用return * this返回

#include<iostream>
using namespace std;
class Person {
public:
	Person(int age) {
		//this指针指向被调用的成员函数所属的对象
		this->age = age;
	}
	int age;
	Person PersonAddAge(Person &p) {
		this->age += p.age;
		//this指向p2的指针，而*this指向的就是p2这个对象本体
		return *this;
	}
};
 //1.解决名称冲突
void test01() {
	Person p1(18);
	cout << "p1的年龄为：" << p1.age << endl;
}
//2.返回对象本身用*this
void test02() {
	Person p1(10);
	Person p2(10);
	//链式编程思想
	p2.PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1);
	cout << "p2的年龄为：" << p2.age << endl;
}
 int main() {
	//test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

空指针访问成员

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

#include<iostream>
using namespace std;
//空指针调用成员函数
class Person {
public:
 	void showClassName() {
		cout << "this is Person class" << endl;
	}
	void showPersonAge() {
		//报错原因是因为传入的指针是为NULL
		if (this == NULL)
		{
			return;
		}
		cout << "age = " <<this-> m_Age << endl;
	}
	int m_Age;
};
void test01() {
	Person* p = NULL;
	//p->showClassName();
	p->showPersonAge();
}
int main() {
	test01();
 	system("pause");
	return 0;
}

const修饰成员函数

常函数

成员函数后加const后我们称这个函数为常函数

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

#include<iostream>
using namespace std;
//空指针调用成员函数
class Person {
public:
 	void showClassName() {
		cout << "this is Person class" << endl;
	}
	void showPersonAge() {
		//报错原因是因为传入的指针是为NULL
		if (this == NULL)
		{
			return;
		}
		cout << "age = " <<this-> m_Age << endl;
	}
	int m_Age;
};
void test01() {
	Person* p = NULL;
	//p->showClassName();
	p->showPersonAge();
}
int main() {
	test01();
 	system("pause");
	return 0;
}

友元

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

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//建筑物类
class Building {
	//goodGay全局函数是Building好朋友，可以访问Building中私有成员
	friend void goodGay(Building* building);
public:
	Building() {
		m_SittingRoom = "客厅";
		m_BedRoom = "卧室";
	}
public:
	string m_SittingRoom;//客厅
private:
	string m_BedRoom;//卧室
};
//全局函数
void goodGay(Building *building) {
	cout << "好基友全局函数 正在访问：" << building->m_SittingRoom << endl;
	cout << "好基友全局函数 正在访问："<<building->m_BedRoom << endl;
}
void test01() {
	Building building;
	goodGay(&building);
}
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

类做友元

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//类做友元
class Building;
class GoodGay {
public:
	GoodGay();
	void visit();//参观函数 访问Building中的属性
	Building* building;
};
class Building {
	//GoodGay类是本来的好朋友，可以访问本类中私有成员
	friend class GoodGay;
public:
	Building();
public:
	string m_SittiingRoom;//客厅
private:
	string m_BedRoom;//卧室
};
//类外写成员函数
Building::Building() {
	m_SittiingRoom = "客厅";
	m_BedRoom = "卧室";
}
GoodGay::GoodGay() {
	//创建建筑物对象
	building = new Building;
}
void GoodGay::visit() {
	cout << "好基友类正在访问："<<building->m_SittiingRoom << endl;
	cout << "好基友类正在访问：" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01() {
	GoodGay gg;
	gg.visit();
}
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

成员函数做友元

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
class Building;
class GoodGay {
public:
	GoodGay();
	void visit();//让visit函数可以访问Building中的私有成员
	void visit2();//让visit函数不可以访问Building中的私有成员
	Building* building;
};
class Building {
	//告诉编译器 GoodGay类下的visit成员函数作为本类的好朋友，可以访问私有成员
	friend void GoodGay:: visit();
public:
	Building();
public:
	string m_SittingRoom;//客厅
private:
	string m_BedRoom;//卧室
 };
//类外实现成员函数
Building::Building() {
	m_SittingRoom = "客厅";
	m_BedRoom = "卧室";
}
GoodGay::GoodGay() {
	building = new Building;
}
void GoodGay::visit() {
	cout << "visit函数正在访问"<<building->m_SittingRoom << endl;
	cout << "visit函数正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void GoodGay::visit2() {
	cout << "visit2函数正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
	//cout << "visit2函数正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01() {
	GoodGay gg;
	gg.visit();
	gg.visit2();
}
int main() {
	test01();
 	system("pause");
	return 0;
}