C++ 类 & 对象

  • C++ 类定义
  • 定义 C++ 对象
  • 访问数据成员
  • 类 & 对象详解
  • C++ 类成员函数
    • 笔记
      • 1.`::` 详解
      • 2.类中的成员函数与 inline
      • 3.C++中函数调用非虚成员函数、调用虚函数的区别
      • 4.学生成绩录入实例:
  • C++ 类访问修饰符
    • 公有(public)成员
    • 私有(private)成员
    • 保护(protected)成员
    • 继承中的特点
    • public 继承
    • protected 继承
    • private 继承
    • 笔记
      • 1.类里默认 private 类型
      • 2.private,protected,public 继承总结
  • C++ 类构造函数 & 析构函数
    • 类的构造函数
    • 带参数的构造函数
    • 使用初始化列表来初始化字段
    • 类的析构函数
    • 笔记
      • 1.构造函数应用实例:
      • 2.初始化列表的成员初始化顺序:
      • 3.初始化顺序最好要按照变量在类声明的顺序一致
  • C++ 拷贝构造函数
    • 笔记
      • 1.拷贝构造函数的调用时机
        • 调用g_Fun()时,会产生以下几个重要步骤:
    • 2.拷贝构造函数
      • 几个原则:
      • C++支持两种初始化形式:
      • 必须定义拷贝构造函数的情况:
      • 什么情况使用拷贝构造函数:
    • 关于为什么当类成员中含有指针类型成员且需要对其分配内存时,一定要有总定义拷贝构造函数
      • 如何防止默认拷贝发生
      • 总结:
  • C++ 友元函数
    • 笔记
      • 1.友元函数的使用
      • 2.对教程中的例子,稍加修改,添加了友元类的使用。
  • C++ 内联函数
    • 笔记
      • 1.内联函数inline
      • 2.内联函数:
        • 定义
        • 优点
        • 缺点
        • 结论
  • C++ this 指针
    • 笔记
      • 1.C++ Primer Page 258
        • 引入 this:
      • 2. 实例
  • C++ 指向类的指针
  • C++ 类的静态成员
    • 静态成员函数
    • 笔记
      • 1.静态成员变量在类中仅仅是声明,没有定义
      • 2.可以使用静态成员变量清楚了解构造与析构函数的调用情况。
      • 3.类中特殊成员变量的初始化问题
  • 总结
    • 1.关于C++中this指针的理解
    • 2. struct 和 class
    • 3.可以用指针访问类内部的私有成员
    • 4.图解定义
    • 5.类对象初始化的时候加括号与不加括号的区别

C++ 在 C 语言的基础上增加了面向对象编程,C++ 支持面向对象程序设计。类是 C++ 的核心特性,通常被称为用户定义的类型。

类用于指定对象的形式,它包含了数据表示法和用于处理数据的方法。类中的数据和方法称为类的成员。函数在一个类中被称为类的成员。

C++ 类定义

定义一个类,本质上是定义一个数据类型的蓝图。这实际上并没有定义任何数据,但它定义了类的名称意味着什么,也就是说,它定义了类的对象包括了什么,以及可以在这个对象上执行哪些操作。

类定义是以关键字 class 开头,后跟类的名称。类的主体是包含在一对花括号中。类定义后必须跟着一个分号或一个声明列表。例如,我们使用关键字 class 定义 Box 数据类型,如下所示:

class Box
{public:double length;   // 盒子的长度double breadth;  // 盒子的宽度double height;   // 盒子的高度
};

关键字 public 确定了类成员的访问属性。在类对象作用域内,公共成员在类的外部是可访问的。您也可以指定类的成员为 private 或 protected,这个我们稍后会进行讲解。

定义 C++ 对象

类提供了对象的蓝图,所以基本上,对象是根据类来创建的。声明类的对象,就像声明基本类型的变量一样。下面的语句声明了类 Box 的两个对象:

Box Box1;          // 声明 Box1,类型为 Box
Box Box2;          // 声明 Box2,类型为 Box

对象 Box1 和 Box2 都有它们各自的数据成员。

访问数据成员

类的对象的公共数据成员可以使用直接成员访问运算符 (.) 来访问。为了更好地理解这些概念,让我们尝试一下下面的实例:

实例

#include <iostream>using namespace std;class Box
{public:double length;   // 长度double breadth;  // 宽度double height;   // 高度
};int main( )
{Box Box1;        // 声明 Box1,类型为 BoxBox Box2;        // 声明 Box2,类型为 Boxdouble volume = 0.0;     // 用于存储体积// box 1 详述Box1.height = 5.0; Box1.length = 6.0; Box1.breadth = 7.0;// box 2 详述Box2.height = 10.0;Box2.length = 12.0;Box2.breadth = 13.0;// box 1 的体积volume = Box1.height * Box1.length * Box1.breadth;cout << "Box1 的体积:" << volume <<endl;// box 2 的体积volume = Box2.height * Box2.length * Box2.breadth;cout << "Box2 的体积:" << volume <<endl;return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Box1 的体积:210
Box2 的体积:1560

需要注意的是,私有的成员和受保护的成员不能使用直接成员访问运算符 (.) 来直接访问。我们将在后续的教程中学习如何访问私有成员和受保护的成员。

类 & 对象详解

到目前为止,我们已经对 C++ 的类和对象有了基本的了解。下面的列表中还列出了其他一些 C++ 类和对象相关的概念,可以点击相应的链接进行学习。

概念 描述
类成员函数 类的成员函数是指那些把定义和原型写在类定义内部的函数,就像类定义中的其他变量一样。
类访问修饰符 类成员可以被定义为 public、private 或 protected。默认情况下是定义为 private。
构造函数 & 析构函数 类的构造函数是一种特殊的函数,在创建一个新的对象时调用。类的析构函数也是一种特殊的函数,在删除所创建的对象时调用。
C++ 拷贝构造函数 拷贝构造函数,是一种特殊的构造函数,它在创建对象时,是使用同一类中之前创建的对象来初始化新创建的对象。
C++ 友元函数 友元函数可以访问类的 private 和 protected 成员。
C++ 内联函数 通过内联函数,编译器试图在调用函数的地方扩展函数体中的代码。
C++ 中的 this 指针 每个对象都有一个特殊的指针 this,它指向对象本身。
C++ 中指向类的指针 指向类的指针方式如同指向结构的指针。实际上,类可以看成是一个带有函数的结构。
C++ 类的静态成员 类的数据成员和函数成员都可以被声明为静态的。

C++ 类成员函数

类的成员函数是指那些把定义和原型写在类定义内部的函数,就像类定义中的其他变量一样。类成员函数是类的一个成员,它可以操作类的任意对象,可以访问对象中的所有成员。

让我们看看之前定义的类 Box,现在我们要使用成员函数来访问类的成员,而不是直接访问这些类的成员:

class Box
{public:double length;         // 长度double breadth;        // 宽度double height;         // 高度double getVolume(void);// 返回体积
};

成员函数可以定义在类定义内部,或者单独使用范围解析运算符 :: 来定义。在类定义中定义的成员函数把函数声明为内联的,即便没有使用 inline 标识符。所以您可以按照如下方式定义 Volume() 函数:

class Box
{public:double length;      // 长度double breadth;     // 宽度double height;      // 高度double getVolume(void){return length * breadth * height;}
};

您也可以在类的外部使用范围解析运算符 :: 定义该函数,如下所示:

double Box::getVolume(void)
{return length * breadth * height;
}

在这里,需要强调一点,在 :: 运算符之前必须使用类名。调用成员函数是在对象上使用点运算符(.),这样它就能操作与该对象相关的数据,如下所示:

Box myBox;          // 创建一个对象myBox.getVolume();  // 调用该对象的成员函数

让我们使用上面提到的概念来设置和获取类中不同的成员的值:

实例

#include <iostream>using namespace std;class Box
{public:double length;         // 长度double breadth;        // 宽度double height;         // 高度// 成员函数声明double getVolume(void);void setLength( double len );void setBreadth( double bre );void setHeight( double hei );
};// 成员函数定义
double Box::getVolume(void)
{return length * breadth * height;
}void Box::setLength( double len )
{length = len;
}void Box::setBreadth( double bre )
{breadth = bre;
}void Box::setHeight( double hei )
{height = hei;
}// 程序的主函数
int main( )
{Box Box1;                // 声明 Box1,类型为 BoxBox Box2;                // 声明 Box2,类型为 Boxdouble volume = 0.0;     // 用于存储体积// box 1 详述Box1.setLength(6.0); Box1.setBreadth(7.0); Box1.setHeight(5.0);// box 2 详述Box2.setLength(12.0); Box2.setBreadth(13.0); Box2.setHeight(10.0);// box 1 的体积volume = Box1.getVolume();cout << "Box1 的体积:" << volume <<endl;// box 2 的体积volume = Box2.getVolume();cout << "Box2 的体积:" << volume <<endl;return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Box1 的体积: 210
Box2 的体积: 1560

笔记

1.:: 详解

:: 叫作用域区分符,指明一个函数属于哪个类或一个数据属于哪个类。

:: 可以不跟类名,表示全局数据或全局函数(即非成员函数)。

int month;//全局变量
int day;
int year;
void Set(int m,int d,int y)
{::year=y; //给全局变量赋值,此处可省略::day=d;::month=m;
}Class Tdate
{public:void Set(int m,int d,int y) //成员函数{::Set(m,d,y); //非成员函数}private:int month;int day;int year;
}

2.类中的成员函数与 inline

定义在类中的成员函数缺省都是内联的,如果在类定义时就在类内给出函数定义,那当然最好。如果在类中未给出成员函数定义,而又想内联该函数的话,那在类外要加上 inline,否则就认为不是内联的。例如:

class A
{public:void Foo(int x, int y) {  } // 自动地成为内联函数
}

将成员函数的定义体放在类声明之中虽然能带来书写上的方便,但不是一种良好的编程风格,上例应该改成:

// 头文件
class A
{public:void Foo(int x, int y);
}
// 定义文件
inline void A::Foo(int x, int y){}

inline 是一种用于实现的关键字

关键字 inline 必须与函数定义体放在一起才能使函数成为内联,仅将inline 放在函数声明前面不起任何作用。

如下风格的函数 Foo 不能成为内联函数:

inline void Foo(int x, int y); // inline 仅与函数声明放在一起
void Foo(int x, int y){}

而如下风格的函数Foo 则成为内联函数:

void Foo(int x, int y);
inline void Foo(int x, int y) {}  // inline 与函数定义体放在一起

详情: C++ 中的 inline 用法.

3.C++中函数调用非虚成员函数、调用虚函数的区别

1)调用非虚成员函数:和调用非成员函数一样,通过对象确定对象所属的类,然后找到类的成员函数。此过程不会涉及到对象的内容,只会涉及对象的类型,是一种静态绑定。

2)调用虚函数与调用非虚成员函数不同,需同过虚函数表找到虚函数的地址,而虚函数表存放在每个对象中,不能再编译期间实现。只能在运行时绑定,是一种动态绑定。

4.学生成绩录入实例:

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <string>
#include <cstdio>
#include <cstring>
using namespace std;class student
{public:char name[20];char sex[10];float math;float english;float cprogram;void input_name();void input_sex();void input_math();void input_english();void input_cprogram();void input(class student *stu);void show_student_massage(class student *stu);
};void student::input_name()
{cout << "输入学生姓名: " << endl;cin.getline(name,sizeof(name));cout << "学生姓名 : "<< name << endl;
}void student::input_sex()
{cout << "输入学生性别: " << endl;cin.getline(sex,sizeof(sex));
}void student::input_math()
{cout << "输入学生数学: " << endl;cin >> math;
}void student::input_english()
{cout << "输入学生英语: " << endl;cin >> english;
}void student::input_cprogram()
{cout << "输入学生C语言: " << endl;cin >> cprogram;
}void student::show_student_massage(class student *stu)
{cout << "学生姓名 : "<< stu->name << endl;cout << "学生性别 : "<< stu->sex << endl;cout << "学生数学 : "<< stu->math << endl;cout << "学生英语 : "<< stu->english << endl;cout << "学生C语言: "<< stu->cprogram << endl;
}void student::input(class student *stu)
{stu->input_name();stu->input_sex();stu->input_math();stu->input_english();stu->input_cprogram();
}int main()
{student xiaoming;student *xiaoming_point = &xiaoming;xiaoming.input(xiaoming_point);xiaoming.show_student_massage(xiaoming_point);return 0;
}

测试结果:

输入学生姓名:
RUNOOB
学生姓名 : RUNOOB
输入学生性别:
男
输入学生数学:
89
输入学生英语:
98
输入学生C语言:
79
学生姓名 : RUNOOB
学生性别 : 男
学生数学 : 89
学生英语 : 98
学生C语言: 79

C++ 类访问修饰符

数据封装是面向对象编程的一个重要特点,它防止函数直接访问类类型的内部成员。类成员的访问限制是通过在类主体内部对各个区域标记 public、private、protected 来指定的。关键字 public、private、protected 称为访问修饰符。

一个类可以有多个 public、protected 或 private 标记区域。每个标记区域在下一个标记区域开始之前或者在遇到类主体结束右括号之前都是有效的。成员和类的默认访问修饰符是 private。

class Base {public:// 公有成员protected:// 受保护成员private:// 私有成员};

公有(public)成员

公有成员在程序中类的外部是可访问的。您可以不使用任何成员函数来设置和获取公有变量的值,如下所示:

实例

#include <iostream>using namespace std;class Line
{public:double length;void setLength( double len );double getLength( void );
};// 成员函数定义
double Line::getLength(void)
{return length ;
}void Line::setLength( double len )
{length = len;
}// 程序的主函数
int main( )
{Line line;// 设置长度line.setLength(6.0); cout << "Length of line : " << line.getLength() <<endl;// 不使用成员函数设置长度line.length = 10.0; // OK: 因为 length 是公有的cout << "Length of line : " << line.length <<endl;return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Length of line : 6
Length of line : 10

私有(private)成员

私有成员变量或函数在类的外部是不可访问的,甚至是不可查看的。只有类和友元函数可以访问私有成员。

默认情况下,类的所有成员都是私有的。例如在下面的类中,width 是一个私有成员,这意味着,如果您没有使用任何访问修饰符,类的成员将被假定为私有成员:

实例

class Box
{double width;public:double length;void setWidth( double wid );double getWidth( void );
};

实际操作中,我们一般会在私有区域定义数据,在公有区域定义相关的函数,以便在类的外部也可以调用这些函数,如下所示:

实例

#include <iostream>using namespace std;class Box
{public:double length;void setWidth( double wid );double getWidth( void );private:double width;
};// 成员函数定义
double Box::getWidth(void)
{return width ;
}void Box::setWidth( double wid )
{width = wid;
}// 程序的主函数
int main( )
{Box box;// 不使用成员函数设置长度box.length = 10.0; // OK: 因为 length 是公有的cout << "Length of box : " << box.length <<endl;// 不使用成员函数设置宽度// box.width = 10.0; // Error: 因为 width 是私有的box.setWidth(10.0);  // 使用成员函数设置宽度cout << "Width of box : " << box.getWidth() <<endl;return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Length of box : 10
Width of box : 10

保护(protected)成员

保护成员变量或函数与私有成员十分相似,但有一点不同,保护成员在派生类(即子类)中是可访问的。

在下一个章节中,您将学习到派生类和继承的知识。现在您可以看到下面的实例中,我们从父类 Box 派生了一个子类 smallBox。

下面的实例与前面的实例类似,在这里 width 成员可被派生类 smallBox 的任何成员函数访问。

实例

#include <iostream>
using namespace std;class Box
{protected:double width;
};class SmallBox:Box // SmallBox 是派生类
{public:void setSmallWidth( double wid );double getSmallWidth( void );
};// 子类的成员函数
double SmallBox::getSmallWidth(void)
{return width ;
}void SmallBox::setSmallWidth( double wid )
{width = wid;
}// 程序的主函数
int main( )
{SmallBox box;// 使用成员函数设置宽度box.setSmallWidth(5.0);cout << "Width of box : "<< box.getSmallWidth() << endl;return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Width of box : 5

继承中的特点

有public, protected, private三种继承方式,它们相应地改变了基类成员的访问属性。

1.public 继承:基类 public 成员,protected 成员,private 成员的访问属性在派生类中分别变成:public, protected, private

2.protected 继承:基类 public 成员,protected 成员,private 成员的访问属性在派生类中分别变成:protected, protected, private

3.private 继承:基类 public 成员,protected 成员,private 成员的访问属性在派生类中分别变成:private, private, private

但无论哪种继承方式,上面两点都没有改变:

1.private 成员只能被本类成员(类内)和友元访问,不能被派生类访问;

2.protected 成员可以被派生类访问。

public 继承

实例

#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;class A{public:int a;A(){a1 = 1;a2 = 2;a3 = 3;a = 4;}void fun(){cout << a << endl;    //正确cout << a1 << endl;   //正确cout << a2 << endl;   //正确cout << a3 << endl;   //正确}
public:int a1;
protected:int a2;
private:int a3;
};
class B : public A{public:int a;B(int i){A();a = i;}void fun(){cout << a << endl;       //正确,public成员cout << a1 << endl;       //正确,基类的public成员,在派生类中仍是public成员。cout << a2 << endl;       //正确,基类的protected成员,在派生类中仍是protected可以被派生类访问。cout << a3 << endl;       //错误,基类的private成员不能被派生类访问。}
};
int main(){B b(10);cout << b.a << endl;cout << b.a1 << endl;   //正确cout << b.a2 << endl;   //错误,类外不能访问protected成员cout << b.a3 << endl;   //错误,类外不能访问private成员system("pause");return 0;
}

protected 继承

实例

#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;
class A{public:int a;A(){a1 = 1;a2 = 2;a3 = 3;a = 4;}void fun(){cout << a << endl;    //正确cout << a1 << endl;   //正确cout << a2 << endl;   //正确cout << a3 << endl;   //正确}
public:int a1;
protected:int a2;
private:int a3;
};
class B : protected A{public:int a;B(int i){A();a = i;}void fun(){cout << a << endl;       //正确,public成员。cout << a1 << endl;       //正确,基类的public成员,在派生类中变成了protected,可以被派生类访问。cout << a2 << endl;       //正确,基类的protected成员,在派生类中还是protected,可以被派生类访问。cout << a3 << endl;       //错误,基类的private成员不能被派生类访问。}
};
int main(){B b(10);cout << b.a << endl;       //正确。public成员cout << b.a1 << endl;      //错误,protected成员不能在类外访问。cout << b.a2 << endl;      //错误,protected成员不能在类外访问。cout << b.a3 << endl;      //错误,private成员不能在类外访问。system("pause");return 0;
}

private 继承

实例

#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;
class A{public:int a;A(){a1 = 1;a2 = 2;a3 = 3;a = 4;}void fun(){cout << a << endl;    //正确cout << a1 << endl;   //正确cout << a2 << endl;   //正确cout << a3 << endl;   //正确}
public:int a1;
protected:int a2;
private:int a3;
};
class B : private A{public:int a;B(int i){A();a = i;}void fun(){cout << a << endl;       //正确,public成员。cout << a1 << endl;       //正确,基类public成员,在派生类中变成了private,可以被派生类访问。cout << a2 << endl;       //正确,基类的protected成员,在派生类中变成了private,可以被派生类访问。cout << a3 << endl;       //错误,基类的private成员不能被派生类访问。}
};
int main(){B b(10);cout << b.a << endl;       //正确。public成员cout << b.a1 << endl;      //错误,private成员不能在类外访问。cout << b.a2 << endl;      //错误, private成员不能在类外访问。cout << b.a3 << endl;      //错误,private成员不能在类外访问。system("pause");return 0;
}

笔记

1.类里默认 private 类型

在类里面不写是什么类型,默认是 private 的。

include <iostream>
using namespace std;
class Line{int a;
};
int main() {Line line;line.a = 5;cout<<line.a<<endl;
}

这个是会报错的,应该改成:

class Line{public:int a;
};

2.private,protected,public 继承总结

如果继承时不显示声明是 private,protected,public 继承,则默认是 private 继承,在 struct 中默认 public 继承:

class B : A {};
B b;
b.a;    //错误
b.a1;   //错误
b.a2;   //错误
b.a3;   //错误

总结一下三种继承方式:

继承方式 基类的public成员 基类的protected成员 基类的private成员 继承引起的访问控制关系变化概括
public继承 仍为public成员 仍为protected成员 不可见 基类的非私有成员在子类的访问属性不变
protected继承 变为protected成员 变为protected成员 不可见 基类的非私有成员都为子类的保护成员
private继承 变为private成员 变为private成员 不可见 基类中的非私有成员都称为子类的私有成员

C++ 类构造函数 & 析构函数

类的构造函数

类的构造函数是类的一种特殊的成员函数,它会在每次创建类的新对象时执行。

构造函数的名称与类的名称是完全相同的,并且不会返回任何类型,也不会返回 void。构造函数可用于为某些成员变量设置初始值。

下面的实例有助于更好地理解构造函数的概念:

实例

#include <iostream>using namespace std;class Line
{public:void setLength( double len );double getLength( void );Line();  // 这是构造函数private:double length;
};// 成员函数定义,包括构造函数
Line::Line(void)
{cout << "Object is being created" << endl;
}void Line::setLength( double len )
{length = len;
}double Line::getLength( void )
{return length;
}
// 程序的主函数
int main( )
{Line line;// 设置长度line.setLength(6.0); cout << "Length of line : " << line.getLength() <<endl;return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Object is being created
Length of line : 6

带参数的构造函数

默认的构造函数没有任何参数,但如果需要,构造函数也可以带有参数。这样在创建对象时就会给对象赋初始值,如下面的例子所示:

实例

#include <iostream>using namespace std;class Line
{public:void setLength( double len );double getLength( void );Line(double len);  // 这是构造函数private:double length;
};// 成员函数定义,包括构造函数
Line::Line( double len)
{cout << "Object is being created, length = " << len << endl;length = len;
}void Line::setLength( double len )
{length = len;
}double Line::getLength( void )
{return length;
}
// 程序的主函数
int main( )
{Line line(10.0);// 获取默认设置的长度cout << "Length of line : " << line.getLength() <<endl;// 再次设置长度line.setLength(6.0); cout << "Length of line : " << line.getLength() <<endl;return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Object is being created, length = 10
Length of line : 10
Length of line : 6

使用初始化列表来初始化字段

使用初始化列表来初始化字段:

Line::Line( double len): length(len)
{cout << "Object is being created, length = " << len << endl;
}

上面的语法等同于如下语法:

Line::Line( double len)
{length = len;cout << "Object is being created, length = " << len << endl;
}

假设有一个类 C,具有多个字段 X、Y、Z 等需要进行初始化,同理地,您可以使用上面的语法,只需要在不同的字段使用逗号进行分隔,如下所示:

C::C( double a, double b, double c): X(a), Y(b), Z(c)
{....
}

类的析构函数

类的析构函数是类的一种特殊的成员函数,它会在每次删除所创建的对象时执行。

析构函数的名称与类的名称是完全相同的,只是在前面加了个波浪号(~)作为前缀,它不会返回任何值,也不能带有任何参数。析构函数有助于在跳出程序(比如关闭文件、释放内存等)前释放资源。

下面的实例有助于更好地理解析构函数的概念:

实例

#include <iostream>using namespace std;class Line
{public:void setLength( double len );double getLength( void );Line();   // 这是构造函数声明~Line();  // 这是析构函数声明private:double length;
};// 成员函数定义,包括构造函数
Line::Line(void)
{cout << "Object is being created" << endl;
}
Line::~Line(void)
{cout << "Object is being deleted" << endl;
}void Line::setLength( double len )
{length = len;
}double Line::getLength( void )
{return length;
}
// 程序的主函数
int main( )
{Line line;// 设置长度line.setLength(6.0); cout << "Length of line : " << line.getLength() <<endl;return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Object is being created
Length of line : 6
Object is being deleted

笔记

1.构造函数应用实例:

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;class Student
{public:string name;string number;char X;int year;Student(string,string,char,int);      //构造函数声明void xianshi(void);     //用于输出类成员的值
};//成员函数定义,包括构造函数
Student::Student(string N,string n,char x,int y)    //利用构造函数给类的成员赋值
{name = N;number = n;X = x;year = y;
}void Student::xianshi()     //输出成员的值
{cout<<name<<endl;cout<<number<<endl;cout<<X<<endl;cout<<year<<endl;
}int main()                             //主函数
{cout<<"输入姓名:";string N;cin>>N;cout<<"输入学号:";string n;cin>>n;cout<<"输入性别(M 或 W):";char x;cin>>x;cout<<"输入年龄:";int y;cin>>y;Student S(N,n,x,y);               //定义对象并对构造函数赋值S.xianshi();                           //引用输出函数return 0;
}

2.初始化列表的成员初始化顺序:

C++ 初始化类成员时,是按照声明的顺序初始化的,而不是按照出现在初始化列表中的顺序。

class CMyClass {CMyClass(int x, int y);int m_x;int m_y;
};CMyClass::CMyClass(int x, int y) : m_y(y), m_x(m_y)
{};

你可能以为上面的代码将会首先做 m_y=I,然后做 m_x=m_y,最后它们有相同的值。但是编译器先初始化 m_x,然后是 m_y,,因为它们是按这样的顺序声明的。结果是 m_x 将有一个不可预测的值。有两种方法避免它,一个是总是按照你希望它们被初始化的顺序声明成员,第二个是,如果你决定使用初始化列表,总是按照它们声明的顺序罗列这些成员。这将有助于消除混淆。

3.初始化顺序最好要按照变量在类声明的顺序一致

否则会出现下面的特殊情况:

#include<iostream>using namespace std;class Student1 {public:int a;int b;void fprint(){cout<<" a = "<<a<<" "<<"b = "<<b<<endl;}Student1(int i):b(i),a(b){ }    //异常顺序:发现a的值为0  b的值为2  说明初始化仅仅对b有效果,对a没有起到初始化作用
//         Student1(int i):a(i),b(a){ } //正常顺序:发现a = b = 2 说明两个变量都是初始化了的  Student1()                         // 无参构造函数{ cout << "默认构造函数Student1" << endl ;}Student1(const Student1& t1) // 拷贝构造函数{cout << "拷贝构造函数Student1" << endl ;this->a = t1.a ;}Student1& operator = (const Student1& t1) // 赋值运算符{cout << "赋值函数Student1" << endl ;this->a = t1.a ;return *this;}};
class Student2
{public:Student1 test ;Student2(Student1 &t1){test  = t1 ;}
//     Student2(Student1 &t1):test(t1){}
};
int main()
{Student1 A(2);        //进入默认构造函数 Student2 B(A);        //进入拷贝构造函数 A.fprint();            //输出前面初始化的结果
}

两种不同的初始化方法结果如下:

异常初始化顺序:
正常初始化顺序:

由上面的例子可知,初始化列表的顺序要跟你在类声明的顺序要一致。否则像上面的那种特殊情况,有些变量就不会被初始化。经过测试发现,类中变量为下面的情况也是能够正常初始化的:也就是说,只要成员变量的初始化不依赖其他成员变量,即使顺序不同也能正确的初始化。

int a;
int b;
int c;
Student1(int i):b(i),a(i),c(i){}
main:Student1 A(2);    A.fprint();

结果:

int a;
int b;
int c;
Student1(int i,int j,int k):b(i),a(j),c(k){}
main:Student1 A(2,3,4);A.fprint();

结果:

以上两个结果都是正常化,由此看出没有关系。

改进了下上面的列子:

#include<iostream>using namespace std;class Student1 {public:int a=0;int b=0;void fprint() {cout << " a = " << a << " " << "b = " << b << "\n"<<endl;}Student1(){cout << "无参构造函数Student1" << endl;}Student1(int i):a(i),b(a){ cout << "有参参构造函数Student1" << endl;} Student1(const Student1& t1){cout << "拷贝构造函数Student1" << endl;this->a = t1.a;this->b = t1.b;}Student1& operator = (const Student1& t1) // 重载赋值运算符{cout << "赋值函数Student1" << endl;this->a = t1.a;this->b = t1.b;return *this;}};
class Student2
{public:Student1 test;Student2(Student1& t1) {t1.fprint();cout << "D: ";test = t1;}//     Student2(Student1 &t1):test(t1){}
};
int main()
{cout << "A: ";Student1 A;A.fprint();cout << "B: ";Student1 B(2); B.fprint();cout << "C: ";Student1 C(B); C.fprint(); cout << "D: ";Student2 D(C);D.test.fprint();
}

C++ 拷贝构造函数

拷贝构造函数是一种特殊的构造函数,它在创建对象时,是使用同一类中之前创建的对象来初始化新创建的对象。拷贝构造函数通常用于:

1)通过使用另一个同类型的对象来初始化新创建的对象。

2)复制对象把它作为参数传递给函数。

3)复制对象,并从函数返回这个对象。

如果在类中没有定义拷贝构造函数,编译器会自行定义一个。如果类带有指针变量,并有动态内存分配,则它必须有一个拷贝构造函数。拷贝构造函数的最常见形式如下:

classname (const classname &obj) {// 构造函数的主体
}

在这里,obj 是一个对象引用,该对象是用于初始化另一个对象的。

实例

#include <iostream>using namespace std;class Line
{public:int getLength( void );Line( int len );             // 简单的构造函数Line( const Line &obj);      // 拷贝构造函数~Line();                     // 析构函数private:int *ptr;
};// 成员函数定义,包括构造函数
Line::Line(int len)
{cout << "调用构造函数" << endl;// 为指针分配内存ptr = new int;*ptr = len;
}Line::Line(const Line &obj)
{cout << "调用拷贝构造函数并为指针 ptr 分配内存" << endl;ptr = new int;*ptr = *obj.ptr; // 拷贝值
}Line::~Line(void)
{cout << "释放内存" << endl;delete ptr;
}
int Line::getLength( void )
{return *ptr;
}void display(Line obj)
{cout << "line 大小 : " << obj.getLength() <<endl;
}// 程序的主函数
int main( )
{Line line(10);display(line);return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

调用构造函数
调用拷贝构造函数并为指针 ptr 分配内存
line 大小 : 10
释放内存
释放内存

下面的实例对上面的实例稍作修改,通过使用已有的同类型的对象来初始化新创建的对象:

实例

#include <iostream>using namespace std;class Line
{public:int getLength( void );Line( int len );             // 简单的构造函数Line( const Line &obj);      // 拷贝构造函数~Line();                     // 析构函数private:int *ptr;
};// 成员函数定义,包括构造函数
Line::Line(int len)
{cout << "调用构造函数" << endl;// 为指针分配内存ptr = new int;*ptr = len;
}Line::Line(const Line &obj)
{cout << "调用拷贝构造函数并为指针 ptr 分配内存" << endl;ptr = new int;*ptr = *obj.ptr; // 拷贝值
}Line::~Line(void)
{cout << "释放内存" << endl;delete ptr;
}
int Line::getLength( void )
{return *ptr;
}void display(Line obj)
{cout << "line 大小 : " << obj.getLength() <<endl;
}// 程序的主函数
int main( )
{Line line1(10);Line line2 = line1; // 这里也调用了拷贝构造函数display(line1);display(line2);return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

调用构造函数
调用拷贝构造函数并为指针 ptr 分配内存
调用拷贝构造函数并为指针 ptr 分配内存
line 大小 : 10
释放内存
调用拷贝构造函数并为指针 ptr 分配内存
line 大小 : 10
释放内存
释放内存
释放内存

笔记

1.拷贝构造函数的调用时机

在C++中,下面三种对象需要调用拷贝构造函数!

  1. 对象以值传递的方式传入函数参数
class CExample
{private:int a;public://构造函数CExample(int b){ a = b;cout<<"creat: "<<a<<endl;}//拷贝构造CExample(const CExample& C){a = C.a;cout<<"copy"<<endl;}//析构函数~CExample(){cout<< "delete: "<<a<<endl;}void Show (){cout<<a<<endl;}
};//全局函数,传入的是对象
void g_Fun(CExample C)
{cout<<"test"<<endl;
}int main()
{CExample test(1);//传入对象g_Fun(test);return 0;
}

调用g_Fun()时,会产生以下几个重要步骤:

(1).test对象传入形参时,会先会产生一个临时变量,就叫 C 吧。
(2).然后调用拷贝构造函数把test的值给C。 整个这两个步骤有点像:CExample C(test);
(3).等g_Fun()执行完后, 析构掉 C 对象。

2.拷贝构造函数

几个原则:

C++ primer p406 :拷贝构造函数是一种特殊的构造函数,具有单个形参,该形参(常用const修饰)是对该类类型的引用。当定义一个新对象并用一个同类型的对象对它进行初始化时,将显示使用拷贝构造函数。当该类型的对象传递给函数或从函数返回该类型的对象时,将隐式调用拷贝构造函数。

C++支持两种初始化形式:

拷贝初始化 int a = 5; 和直接初始化 int a(5); 对于其他类型没有什么区别,对于类类型直接初始化直接调用实参匹配的构造函数,拷贝初始化总是调用拷贝构造函数,也就是说:

A x(2);  //直接初始化,调用构造函数
A y = x;  //拷贝初始化,调用拷贝构造函数

必须定义拷贝构造函数的情况:

只包含类类型成员或内置类型(但不是指针类型)成员的类,无须显式地定义拷贝构造函数也可以拷贝;有的类有一个数据成员是指针,或者是有成员表示在构造函数中分配的其他资源,这两种情况下都必须定义拷贝构造函数。

什么情况使用拷贝构造函数:

类的对象需要拷贝时,拷贝构造函数将会被调用。以下情况都会调用拷贝构造函数:

(1)一个对象以值传递的方式传入函数体
(2)一个对象以值传递的方式从函数返回
(3)一个对象需要通过另外一个对象进行初始化。

关于为什么当类成员中含有指针类型成员且需要对其分配内存时,一定要有总定义拷贝构造函数

默认的拷贝构造函数实现的只能是浅拷贝,即直接将原对象的数据成员值依次复制给新对象中对应的数据成员,并没有为新对象另外分配内存资源。

这样,如果对象的数据成员是指针,两个指针对象实际上指向的是同一块内存空间。

在某些情况下,浅拷贝回带来数据安全方面的隐患。

当类的数据成员中有指针类型时,我们就必须定义一个特定的拷贝构造函数,该拷贝构造函数不仅可以实现原对象和新对象之间数据成员的拷贝,而且可以为新的对象分配单独的内存资源,这就是深拷贝构造函数。

如何防止默认拷贝发生

声明一个私有的拷贝构造函数,这样因为拷贝构造函数是私有的,如果用户试图按值传递或函数返回该类的对象,编译器会报告错误,从而可以避免按值传递或返回对象。

总结:

当出现类的等号赋值时,会调用拷贝函数,在未定义显示拷贝构造函数的情况下,系统会调用默认的拷贝函数——即浅拷贝,它能够完成成员的一一复制。当数据成员中没有指针时,浅拷贝是可行的。但当数据成员中有指针时,如果采用简单的浅拷贝,则两类中的两个指针将指向同一个地址,当对象快结束时,会调用两次析构函数,而导致指针悬挂现象。所以,这时,必须采用深拷贝。

深拷贝与浅拷贝的区别就在于深拷贝会在堆内存中另外申请空间来储存数据,从而也就解决了指针悬挂的问题。简而言之,当数据成员中有指针时,必须要用深拷贝。

C++ 友元函数

类的友元函数是定义在类外部,但有权访问类的所有私有(private)成员和保护(protected)成员。尽管友元函数的原型有在类的定义中出现过,但是友元函数并不是成员函数。

友元可以是一个函数,该函数被称为友元函数;友元也可以是一个类,该类被称为友元类,在这种情况下,整个类及其所有成员都是友元。

如果要声明函数为一个类的友元,需要在类定义中该函数原型前使用关键字 friend,如下所示:

class Box
{double width;
public:double length;friend void printWidth( Box box );void setWidth( double wid );
};

声明类 ClassTwo 的所有成员函数作为类 ClassOne 的友元,需要在类 ClassOne 的定义中放置如下声明:

friend class ClassTwo;

请看下面的程序:

实例

#include <iostream>using namespace std;class Box
{double width;
public:friend void printWidth( Box box );void setWidth( double wid );
};// 成员函数定义
void Box::setWidth( double wid )
{width = wid;
}// 请注意:printWidth() 不是任何类的成员函数
void printWidth( Box box )
{/* 因为 printWidth() 是 Box 的友元,它可以直接访问该类的任何成员 */cout << "Width of box : " << box.width <<endl;
}// 程序的主函数
int main( )
{Box box;// 使用成员函数设置宽度box.setWidth(10.0);// 使用友元函数输出宽度printWidth( box );return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Width of box : 10

笔记

1.友元函数的使用

因为友元函数没有this指针,则参数要有三种情况:

要访问非static成员时,需要对象做参数;

要访问static成员或全局变量时,则不需要对象做参数;

如果做参数的对象是全局对象,则不需要对象做参数.

可以直接调用友元函数,不需要通过对象或指针

实例代码:

class INTEGER
{friend void Print(const INTEGER& obj);//声明友元函数
};void Print(const INTEGER& obj)
{//函数体
}void main()
{INTEGER obj;Print(obj);//直接调用
}

2.对教程中的例子,稍加修改,添加了友元类的使用。

#include <iostream>using namespace std;class Box
{double width;
public:friend void printWidth(Box box);friend class BigBox;void setWidth(double wid);
};class BigBox
{public :void Print(int width, Box &box){// BigBox是Box的友元类,它可以直接访问Box类的任何成员box.setWidth(width);cout << "Width of box : " << box.width << endl;}
};// 成员函数定义
void Box::setWidth(double wid)
{width = wid;
}// 请注意:printWidth() 不是任何类的成员函数
void printWidth(Box box)
{/* 因为 printWidth() 是 Box 的友元,它可以直接访问该类的任何成员 */cout << "Width of box : " << box.width << endl;
}// 程序的主函数
int main()
{Box box;BigBox big;// 使用成员函数设置宽度box.setWidth(10.0);// 使用友元函数输出宽度printWidth(box);// 使用友元类中的方法设置宽度big.Print(20, box);getchar();return 0;
}

C++ 内联函数

C++ 内联函数是通常与类一起使用。如果一个函数是内联的,那么在编译时,编译器会把该函数的代码副本放置在每个调用该函数的地方。

对内联函数进行任何修改,都需要重新编译函数的所有客户端,因为编译器需要重新更换一次所有的代码,否则将会继续使用旧的函数。

如果想把一个函数定义为内联函数,则需要在函数名前面放置关键字 inline,在调用函数之前需要对函数进行定义。如果已定义的函数多于一行,编译器会忽略 inline 限定符。

在类定义中的定义的函数都是内联函数,即使没有使用 inline 说明符。

下面是一个实例,使用内联函数来返回两个数中的最大值:

#include <iostream>using namespace std;inline int Max(int x, int y)
{return (x > y)? x : y;
}// 程序的主函数
int main( )
{cout << "Max (20,10): " << Max(20,10) << endl;cout << "Max (0,200): " << Max(0,200) << endl;cout << "Max (100,1010): " << Max(100,1010) << endl;return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Max (20,10): 20
Max (0,200): 200
Max (100,1010): 1010

笔记

1.内联函数inline

引入内联函数的目的是为了解决程序中函数调用的效率问题,这么说吧,程序在编译器编译的时候,编译器将程序中出现的内联函数的调用表达式用内联函数的函数体进行替换,而对于其他的函数,都是在运行时候才被替代。这其实就是个空间代价换时间的i节省。所以内联函数一般都是1-5行的小函数。在使用内联函数时要留神:

1.在内联函数内不允许使用循环语句和开关语句;
2.内联函数的定义必须出现在内联函数第一次调用之前;
3.类结构中所在的类说明内部定义的函数是内联函数。

2.内联函数:

Tip: 只有当函数只有 10 行甚至更少时才将其定义为内联函数.

定义

当函数被声明为内联函数之后, 编译器会将其内联展开, 而不是按通常的函数调用机制进行调用.

优点

当函数体比较小的时候, 内联该函数可以令目标代码更加高效. 对于存取函数以及其它函数体比较短, 性能关键的函数, 鼓励使用内联.

缺点

滥用内联将导致程序变慢. 内联可能使目标代码量或增或减, 这取决于内联函数的大小. 内联非常短小的存取函数通常会减少代码大小, 但内联一个相当大的函数将戏剧性的增加代码大小. 现代处理器由于更好的利用了指令缓存, 小巧的代码往往执行更快。

结论

一个较为合理的经验准则是, 不要内联超过 10 行的函数. 谨慎对待析构函数, 析构函数往往比其表面看起来要更长, 因为有隐含的成员和基类析构函数被调用!

另一个实用的经验准则: 内联那些包含循环或 switch 语句的函数常常是得不偿失 (除非在大多数情况下, 这些循环或 switch 语句从不被执行).

有些函数即使声明为内联的也不一定会被编译器内联, 这点很重要; 比如虚函数和递归函数就不会被正常内联. 通常, 递归函数不应该声明成内联函数.(递归调用堆栈的展开并不像循环那么简单, 比如递归层数在编译时可能是未知的, 大多数编译器都不支持内联递归函数). 虚函数内联的主要原因则是想把它的函数体放在类定义内, 为了图个方便, 抑或是当作文档描述其行为, 比如精短的存取函数.

C++ this 指针

在 C++ 中,每一个对象都能通过 this 指针来访问自己的地址。this 指针是所有成员函数的隐含参数。因此,在成员函数内部,它可以用来指向调用对象。

友元函数没有 this 指针,因为友元不是类的成员。只有成员函数才有 this 指针。

下面的实例有助于更好地理解 this 指针的概念:

实例

#include <iostream>using namespace std;class Box
{public:// 构造函数定义Box(double l=2.0, double b=2.0, double h=2.0){cout <<"Constructor called." << endl;length = l;breadth = b;height = h;}double Volume(){return length * breadth * height;}int compare(Box box){return this->Volume() > box.Volume();}private:double length;     // Length of a boxdouble breadth;    // Breadth of a boxdouble height;     // Height of a box
};int main(void)
{Box Box1(3.3, 1.2, 1.5);    // Declare box1Box Box2(8.5, 6.0, 2.0);    // Declare box2if(Box1.compare(Box2)){cout << "Box2 is smaller than Box1" <<endl;}else{cout << "Box2 is equal to or larger than Box1" <<endl;}return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Constructor called.
Constructor called.
Box2 is equal to or larger than Box1

笔记

1.C++ Primer Page 258

引入 this:

当我们调用成员函数时,实际上是替某个对象调用它。

成员函数通过一个名为 this 的额外隐式参数来访问调用它的那个对象,当我们调用一个成员函数时,用请求该函数的对象地址初始化 this。例如,如果调用 total.isbn()则编译器负责把 total 的地址传递给 isbn 的隐式形参 this,可以等价地认为编译器将该调用重写成了以下形式:

//伪代码,用于说明调用成员函数的实际执行过程
Sales_data::isbn(&total)
其中,调用 Sales_data 的 isbn 成员时传入了 total 的地址。

在成员函数内部,我们可以直接使用调用该函数的对象的成员,而无须通过成员访问运算符来做到这一点,因为 this 所指的正是这个对象。任何对类成员的直接访问都被看作是对 this 的隐式引用,也就是说,当 isbn 使用 bookNo 时,它隐式地使用 this 指向的成员,就像我们书写了 this->bookNo 一样。

对于我们来说,this 形参是隐式定义的。实际上,任何自定义名为 this 的参数或变量的行为都是非法的。我们可以在成员函数体内部使用 this,因此尽管没有必要,我们还是能把 isbn 定义成如下形式:

std::string isbn() const { return this->bookNo; }
因为 this 的目的总是指向“这个”对象,所以 this 是一个常量指针(参见2.4.2节,第56页),我们不允许改变 this 中保存的地址。

2. 实例

#include <iostream>
using namespace std;class Box{public:Box(){;}~Box(){;}Box* get_address()   //得到this的地址{return this;}
};int main(){Box box1;Box box2;// Box* 定义指针p接受对象box的get_address()成员函数的返回值,并打印Box* p = box1.get_address();  cout << p << endl;p = box2.get_address();cout << p << endl; return 0;
}

this 指针的类型可理解为 Box*。

此时得到两个地址分别为 box1 和 box2 对象的地址。

C++ 指向类的指针

一个指向 C++ 类的指针与指向结构的指针类似,访问指向类的指针的成员,需要使用成员访问运算符 ->,就像访问指向结构的指针一样。与所有的指针一样,您必须在使用指针之前,对指针进行初始化。

下面的实例有助于更好地理解指向类的指针的概念:

#include <iostream>using namespace std;class Box
{public:// 构造函数定义Box(double l=2.0, double b=2.0, double h=2.0){cout <<"Constructor called." << endl;length = l;breadth = b;height = h;}double Volume(){return length * breadth * height;}private:double length;     // Length of a boxdouble breadth;    // Breadth of a boxdouble height;     // Height of a box
};int main(void)
{Box Box1(3.3, 1.2, 1.5);    // Declare box1Box Box2(8.5, 6.0, 2.0);    // Declare box2Box *ptrBox;                // Declare pointer to a class.// 保存第一个对象的地址ptrBox = &Box1;// 现在尝试使用成员访问运算符来访问成员cout << "Volume of Box1: " << ptrBox->Volume() << endl;// 保存第二个对象的地址ptrBox = &Box2;// 现在尝试使用成员访问运算符来访问成员cout << "Volume of Box2: " << ptrBox->Volume() << endl;return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Constructor called.
Constructor called.
Volume of Box1: 5.94
Volume of Box2: 102

C++ 类的静态成员

我们可以使用 static 关键字来把类成员定义为静态的。当我们声明类的成员为静态时,这意味着无论创建多少个类的对象,静态成员都只有一个副本。

静态成员在类的所有对象中是共享的。如果不存在其他的初始化语句,在创建第一个对象时,所有的静态数据都会被初始化为零。我们不能把静态成员的初始化放置在类的定义中,但是可以在类的外部通过使用范围解析运算符 :: 来重新声明静态变量从而对它进行初始化,如下面的实例所示。

下面的实例有助于更好地理解静态成员数据的概念:

实例

#include <iostream>using namespace std;class Box
{public:static int objectCount;// 构造函数定义Box(double l=2.0, double b=2.0, double h=2.0){cout <<"Constructor called." << endl;length = l;breadth = b;height = h;// 每次创建对象时增加 1objectCount++;}double Volume(){return length * breadth * height;}private:double length;     // 长度double breadth;    // 宽度double height;     // 高度
};// 初始化类 Box 的静态成员
int Box::objectCount = 0;int main(void)
{Box Box1(3.3, 1.2, 1.5);    // 声明 box1Box Box2(8.5, 6.0, 2.0);    // 声明 box2// 输出对象的总数cout << "Total objects: " << Box::objectCount << endl;return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Constructor called.
Constructor called.
Total objects: 2

静态成员函数

如果把函数成员声明为静态的,就可以把函数与类的任何特定对象独立开来。静态成员函数即使在类对象不存在的情况下也能被调用,静态函数只要使用类名加范围解析运算符 :: 就可以访问。

静态成员函数只能访问静态成员数据、其他静态成员函数和类外部的其他函数。

静态成员函数有一个类范围,他们不能访问类的 this 指针。您可以使用静态成员函数来判断类的某些对象是否已被创建。

静态成员函数与普通成员函数的区别:

静态成员函数没有 this 指针,只能访问静态成员(包括静态成员变量和静态成员函数)。
普通成员函数有 this 指针,可以访问类中的任意成员;而静态成员函数没有 this 指针
下面的实例有助于更好地理解静态成员函数的概念:

实例

#include <iostream>using namespace std;class Box
{public:static int objectCount;// 构造函数定义Box(double l=2.0, double b=2.0, double h=2.0){cout <<"Constructor called." << endl;length = l;breadth = b;height = h;// 每次创建对象时增加 1objectCount++;}double Volume(){return length * breadth * height;}static int getCount(){return objectCount;}private:double length;     // 长度double breadth;    // 宽度double height;     // 高度
};// 初始化类 Box 的静态成员
int Box::objectCount = 0;int main(void)
{// 在创建对象之前输出对象的总数cout << "Inital Stage Count: " << Box::getCount() << endl;Box Box1(3.3, 1.2, 1.5);    // 声明 box1Box Box2(8.5, 6.0, 2.0);    // 声明 box2// 在创建对象之后输出对象的总数cout << "Final Stage Count: " << Box::getCount() << endl;return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Inital Stage Count: 0
Constructor called.
Constructor called.
Final Stage Count: 2

笔记

1.静态成员变量在类中仅仅是声明,没有定义

所以要在类的外面定义,实际上是给静态成员变量分配内存。如果不加定义就会报错,初始化是赋一个初始值,而定义是分配内存。

#include <iostream>using namespace std;class Box
{public:static int objectCount;// 构造函数定义Box(double l=2.0, double b=2.0, double h=2.0){cout <<"Constructor called." << endl;length = l;breadth = b;height = h;// 每次创建对象时增加 1objectCount++;}double Volume(){return length * breadth * height;}private:double length;     // 长度double breadth;    // 宽度double height;     // 高度
};// 初始化类 Box 的静态成员   其实是定义并初始化的过程
int Box::objectCount = 0;
//也可这样 定义却不初始化
//int Box::objectCount;
int main(void)
{Box Box1(3.3, 1.2, 1.5);    // 声明 box1Box Box2(8.5, 6.0, 2.0);    // 声明 box2// 输出对象的总数cout << "Total objects: " << Box::objectCount << endl;return 0;
}

输出结果:

Constructor called.
Constructor called.
Total objects: 2

2.可以使用静态成员变量清楚了解构造与析构函数的调用情况。

#include <iostream>
using namespace std;class Cpoint{public:static int value;static int num;Cpoint(int x,int y){xp=x;yp=y;value++;cout << "调用构造:" << value << endl;}~Cpoint(){num++; cout << "调用析构:" << num << endl;}private:int xp,yp;
};int Cpoint::value=0;
int Cpoint::num=0;
class CRect{public:CRect(int x1,int x2):mpt1(x1,x2),mpt2(x1,x2) {cout << "调用构造\n";}~CRect(){cout << "调用析构\n";}private:Cpoint mpt1,mpt2;
};int main()
{CRect p(10,20);cout << "Hello, world!" << endl;return 0;
}

运行结果:

调用构造:1
调用构造:2
调用构造
Hello, world!
调用析构
调用析构:1
调用析构:2

细化程序,发现析构的过程和构造过程完全相反。

例如代码中,构造 p 时先调用 CRect 的构造函数,在使用初始化列表初始化字段 mpt1 和 mpt2 时,又调用 Cpoint 的构造函数两次;

析构 p 时,先调用 CRect 的析构函数并输出,然后析构成员 mpt1 和 mpt2,且顺序是先调用 mpt2 的析构函数,再调用 mpt1 的析构函数。

代码改动如下:

Cpoint(int x,int y){xp=x;yp=y;value++;cout << "调用构造:" << value << endl;cout << this->xp << " " << this->yp << endl;}~Cpoint(){num++; cout << "调用析构:" << num << endl;cout << this->xp << " " << this->yp << endl;}
CRect(int x1,int x2):mpt1(x1,x1),mpt2(x2,x2) {cout << "调用构造\n";}

运行结果:

➜  workspace git:(master) ✗ g++ main.cpp
➜  workspace git:(master) ✗ ./a.out
调用构造:1
10 10
调用构造:2
20 20
调用构造
Hello, world!
调用析构
调用析构:1
20 20
调用析构:2
10 10

结论:析构时先执行析构函数中的语句(此时成员还都在),再具体析构对象成员,且顺序和构造时(或申明顺序?)相反。

PS:目前尚不知是构造顺序还是申明顺序,因为我在实验时卡在嵌套在另一个类中的对象赋初值问题上了……

3.类中特殊成员变量的初始化问题

常量变量:必须通过构造函数参数列表进行初始化。
引用变量:必须通过构造函数参数列表进行初始化。
普通静态变量:要在类外通过::初始化。
静态整型常量:可以直接在定义的时候初始化。
静态非整型常量:不能直接在定义的时候初始化。要在类外通过::初始化。

总结

1.关于C++中this指针的理解

当你进入一个房子后,你可以看到房子内的桌子、椅子、地板等;但是你看不到房子的全貌;对于类来说,你可以看到成员函数、成员变量,但你看不到实例本身,但是应用this可以让我们看到这个实例本身。

我的理解:class类就好比这座房子,this就好比一把钥匙,通过钥匙来打开了这座房子的门,那么里面的东西就随意你取用了。

因为this作用域是在类的内部,自己声明一个类的时候,还不知道实例化对象的名字,所以用this来使用对象变量的自身。在非静态成员函数中,编译器在编译的时候加上this作为隐含形参,通过this来访问各个成员(即使你没有写上this指针)

代码实例:

class Point
{ int x, y;public:Point(int a, int b) { x=a; y=b;}void MovePoint( int a, int b){ x+=a; y+=b;}void print(){ cout<<"x="< }void main( ){Point point1( 10,10);point1.MovePoint(2,2);point1.print( );}
}

2. struct 和 class

C++ 中的 struct 对 C 中的 struct 进行了扩充,它已经不再只是一个包含不同数据类型的数据结构了,它已经获取了太多的功能。

struct 能包含成员函数吗? 能!

struct 能继承吗? 能!!

struct 能实现多态吗? 能!!!

既然这些它都能实现,那它和 class 还能有什么区别?

最本质的一个区别就是默认的访问控制,体现在两个方面:

1)默认的继承访问权限。struct是public的,class是private的。

你可以写如下的代码:

struct A
{char a;
};
struct B : A
{char b;
};

这个时候 B 是 public 继承 A 的。

如果都将上面的 struct 改成 class,那么 B 是 private 继承 A 的。这就是默认的继承访问权限。

所以我们在平时写类继承的时候,通常会这样写:

struct B : public A

就是为了指明是 public 继承,而不是用默认的 private 继承。

当然,到底默认是 public 继承还是 private 继承,取决于子类而不是基类。

我的意思是,struct 可以继承 class,同样 class 也可以继承 struct,那么默认的继承访问权限是看子类到底是用的 struct 还是 class。如下:

struct A{};
class B : A{}; //private继承
struct C : B{}; //public继承

2)struct 作为数据结构的实现体,它默认的数据访问控制是 public 的,而 class 作为对象的实现体,它默认的成员变量访问控制是 private 的。

注意我上面的用词,我依旧强调 struct 是一种数据结构的实现体,虽然它是可以像 class 一样的用。我依旧将 struct 里的变量叫数据,class 内的变量叫成员,虽然它们并无区别。

其实,到底是用 struct 还是 class,完全看个人的喜好,你可以将你程序里所有的 class 全部替换成 struct,它依旧可以很正常的运行。但我给出的最好建议,还是:当你觉得你要做的更像是一种数据结构的话,那么用 struct,如果你要做的更像是一种对象的话,那么用 class。

当然,我在这里还要强调一点的就是,对于访问控制,应该在程序里明确的指出,而不是依靠默认,这是一个良好的习惯,也让你的代码更具可读性。

说到这里,很多了解的人或许都认为这个话题可以结束了,因为他们知道 struct 和 class 的“唯一”区别就是访问控制。很多文献上也确实只提到这一个区别。

但我上面却没有用“唯一”,而是说的“最本质”,那是因为,它们确实还有另一个区别,虽然那个区别我们平时可能很少涉及。那就是:“class” 这个关键字还用于定义模板参数,就像 “typename”。但关键字 “struct” 不用于定义模板参数。这一点在 Stanley B.Lippman 写的 Inside the C++ Object Model 有过说明。

问题讨论到这里,基本上应该可以结束了。但有人曾说过,他还发现过其他的“区别”,那么,让我们来看看,这到底是不是又一个区别。还是上面所说的,C++ 中的 struct 是对 C 中的 struct 的扩充,既然是扩充,那么它就要兼容过去 C 中 struct 应有的所有特性。例如你可以这样写:

struct A //定义一个struct
{char c1;int n2;double db3;
};
A a={'p',7,3.1415926}; //定义时直接赋值

也就是说 struct 可以在定义的时候用 {} 赋初值。那么问题来了,class 行不行呢?将上面的 struct 改成 class,试试看。报错!噢~于是那人跳出来说,他又找到了一个区别。我们仔细看看,这真的又是一个区别吗?

你试着向上面的 struct 中加入一个构造函数(或虚函数),你会发现什么?

对,struct 也不能用 {} 赋初值了。

的确,以 {} 的方式来赋初值,只是用一个初始化列表来对数据进行按顺序的初始化,如上面如果写成 A a={‘p’,7}; 则 c1,n2 被初始化,而 db3 没有。这样简单的 copy 操作,只能发生在简单的数据结构上,而不应该放在对象上。加入一个构造函数或是一个虚函数会使 struct 更体现出一种对象的特性,而使此{}操作不再有效。

事实上,是因为加入这样的函数,使得类的内部结构发生了变化。而加入一个普通的成员函数呢?你会发现{}依旧可用。其实你可以将普通的函数理解成对数据结构的一种算法,这并不打破它数据结构的特性。

那么,看到这里,我们发现即使是 struct 想用 {} 来赋初值,它也必须满足很多的约束条件,这些条件实际上就是让 struct 更体现出一种数据机构而不是类的特性。

那为什么我们在上面仅仅将 struct 改成 class,{} 就不能用了呢?

其实问题恰巧是我们之前所讲的——访问控制!你看看,我们忘记了什么?对,将 struct 改成 class 的时候,访问控制由 public 变为 private 了,那当然就不能用 {} 来赋初值了。加上一个 public,你会发现,class 也是能用 {} 的,和 struct 毫无区别!!!

做个总结,从上面的区别,我们可以看出,struct 更适合看成是一个数据结构的实现体,class 更适合看成是一个对象的实现体。

3.可以用指针访问类内部的私有成员

在类的外面,其实也可以用指针访问类内部的私有成员,例如:

#include <iostream>
using namespace std;class a    // 定义了类a
{long a0;   // 定义私有成员 a0public:a(long b){a0=b;}void geta(){cout<<a0<<endl;}
};
int main()
{a b(5);          // 定义对象b,并给 b 中的 a0 赋初值long *p;p=(long*)&b;     // 令指针 p 指向 b 中前 4 个字节,在这里相当于指向 a0b.geta();        // 用内部函数访问 a0cout<<*p<<endl;  // 在外部直接访问 a0*p=8;            // 在外部改变 a0 的值b.geta();        // 输出改变后的结果cout<<*p<<endl;return 0;
}

需要注意的是,使用这种方法虽然可以用于基于类的多态原则的一些程序开发,但违反了类的封装原则,在使用指针的类中也极不安全,所以不建议使用。

4.图解定义

5.类对象初始化的时候加括号与不加括号的区别

#include<iostream>
using namespace std;class A
{public:A(){cout << "A()" << endl;}A(int a){cout << "A(int a)" << endl;}
};int main()
{//栈上//warning C4930 : “A a(void)” : 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的 ? )A a();//这里声明了一个函数,没有传入的参数,返回值为类类型cout << "~~~~~~~~~~~" << endl;A b;//默认调用“对象名()”这个构造函数构造对象cout << "~~~~~~~~~~~" << endl;A c(1);//默认调用相应的构造函数构造对象//堆上,加括号不加括号无差别,都调用默认的构造函数A *d = new A();A *e = new A;//对于内置类型而言,加括号是进行了初始化,不加是未进行初始化int *f = new int();int *g = new int;cout << *f << endl;cout << *g << endl;system("pause");return 0;
}

结果:

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