C++ 核心编程
引用
**作用： **给变量起别名
语法： 数据类型 &别名 = 原名
引用是一种特殊的指针类型,引用一旦被定义就不能重新赋值，并且不能被设置为空值。
int main() {
int a = 10;
int &b = a;
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
b = 100;
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
结果:
a = 10
b = 10
a = 100
b = 100
- 引用必须初始化
- 引用在初始化后，不可以改变
引用做函数参数
作用：函数传参时，可以利用引用的技术让形参修饰实参
优点：可以简化指针修改实参
#include <iostream>
using namespace std;
//1. 值传递
void mySwap01(int a, int b) {
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//2. 地址传递
void mySwap02(int* a, int* b) {
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
//3. 引用传递
void mySwap03(int& a, int& b) {
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
int main() {
int a = 10;
int b = 20;
//值传递
mySwap01(a, b);
cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;
//地址传递
mySwap02(&a, &b);
cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;
//引用传递
mySwap03(a, b);
cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;
system("pause");
}
结果:
a:10 b:20
a:20 b:10
a:20 b:10
实参通常是通过值传递给函数的，这意味着形参接收的只是发送给它们的值的副本，它们存储在函数的本地内存中。对形参值进行的任何更改都不会影响原始实参的值。
如果不想修改实参，就用值传递，如果想修改实参，就用地址传递或者引用传递
引用做函数返回值
作用：引用是可以作为函数的返回值存在的
注意：不要返回局部变量引用
用法：函数调用作为左值
#include <iostream>
using namespace std;
//返回局部变量引用
int& test01() {
int a = 10; //局部变量
return a;
}
//返回静态变量引用
int& test02() {
static int a = 20;
return a;
}
int main(){
//不能返回局部变量的引用
int& ref = test01();
cout << ref << endl; //结果:10
cout << ref << endl;//结果:2037160328
int& ref2 = test02();
cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
//如果函数做左值，那么必须返回引用
test02() = 1000;
cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
return 0;
}
- 来说下为什么不能返回局部变量的引用，来看代码
int& ref2 = test01();这里ref1的引用时 test01方法，则应用的时改方法返回值内容。而在局部变量存放在四区的栈区中。在方法结束后就进行了释放。第一次钓鱼执行结果时正确的结果，时因为我编译器做了保留。而在一二次调用的时候内存进行了释放。 - 这里test2中为什么返回的是静态变量引用可以使用，不报错。是静态变量是存在在全局区中。
- 函数调用作为左值 实际上test方法中是返回a的引用，即相当于将a进行赋值1000
引用的本质
本质：引用的本质在c++内部实现是一个指针常量.
常量引用
作用：常量引用主要用来修饰形参，防止误操作
void showValue(const int& v) {
cout << v << endl;
}
int main(){
const int& ref = 10;
cout << ref << endl;
int a = 10;
showValue(a);
showValue(ref);
}
函数提高
函数默认参数
在C++中，函数的形参列表中的形参是可以有默认值的。
语法： 返回值类型 函数名 （参数= 默认值）{}
int func(int a = 10, int b = 20) {
return a + b;
}
int main(){
int a = func();
cout << a << endl;
}
函数占位参数
C++中函数的形参列表里可以有占位参数，用来做占位，调用函数时必须填补该位置
语法： 返回值类型 函数名 (数据类型){}
void func(int a, int) {
cout << "this is func" << endl;
}
int main() {
func(10,10); //占位参数必须填补
system("pause");
return 0;
}
函数重载
作用：函数名可以相同，提高复用性
函数重载满足条件：
- 同一个作用域下
- 函数名称相同
- 函数参数类型不同 或者 个数不同 或者 顺序不同
//函数重载需要函数都在同一个作用域下
void func()
{
cout << "func 的调用！" << endl;
}
void func(int a)
{
cout << "func (int a) 的调用！" << endl;
}
void func(double a)
{
cout << "func (double a)的调用！" << endl;
}
void func(int a ,double b)
{
cout << "func (int a ,double b) 的调用！" << endl;
}
void func(double a ,int b)
{
cout << "func (double a ,int b)的调用！" << endl;
}
//函数返回值不可以作为函数重载条件
//int func(double a, int b)
//{
// cout << "func (double a ,int b)的调用！" << endl;
//}
int main() {
func();
func(10);
func(3.14);
func(10,3.14);
func(3.14 , 10);
system("pause");
return 0;
}
函数重载注意事项
- 引用作为重载条件
- 函数重载碰到函数默认参数
void func(int& a)
{
cout << "func (int &a) 调用 " << endl;
}
void func(const int& a)
{
cout << "func (const int &a) 调用 " << endl;
}
int main(){
int a = 10;
func(a); //调用无const
func(10);//调用有const
}
- 来说明一下为什么a为什么
func(a);为什么调用的是没有const的方法。原因是因为a是一个变量。而func(10);，10是常量。如果加载时上面的void func(int& a)方法，是不合法的。引用必须有一个合法的内存空间，而这里10是在常量区里面。
类与对象
封装
语法： class 类名{ 访问权限： 属性 / 行为 };
#include <iostream>
using namespace std;
const double PI = 3.14;
class Circle
{
public:
int m_r;//半径
double calculateZC()
{
//2 * pi * r
//获取圆的周长
return 2 * PI * m_r;
}
};
int main() {
Circle cl;
double bl = cl.calculateZC();
cout << bl << endl;
return 0;
}
struct和class区别
在C++中 struct和class唯一的区别就在于 默认的访问权限不同
区别：
- struct 默认权限为公共
- class 默认权限为私有
成员属性设置为私有
优点1：将所有成员属性设置为私有，可以自己控制读写权限
优点2：对于写权限，我们可以检测数据的有效性
class Person {
public:
//姓名设置可读可写
void setName(string name) {
m_Name = name;
}
string getName()
{
return m_Name;
}
//获取年龄
int getAge() {
return m_Age;
}
//设置年龄
void setAge(int age) {
if (age < 0 || age > 150) {
cout << "你个老妖精!" << endl;
return;
}
m_Age = age;
}
//情人设置为只写
void setLover(string lover) {
m_Lover = lover;
}
private:
string m_Name; //可读可写 姓名
int m_Age; //只读 年龄
string m_Lover; //只写 情人
};
int main() {
Person p;
//姓名设置
p.setName("张三");
cout << "姓名： " << p.getName() << endl;
//年龄设置
p.setAge(50);
cout << "年龄： " << p.getAge() << endl;
//情人设置
p.setLover("苍井");
//cout << "情人： " << p.m_Lover << endl; //只写属性，不可以读取
system("pause");
return 0;
}
对象的初始化和清理
c++利用了构造函数和析构函数解决上述问题，这两个函数将会被编译器自动调用，完成对象初始化和清理工作。
对象的初始化和清理工作是编译器强制要我们做的事情，因此如果我们不提供构造和析构，编译器会提供
编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。
- 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(){}
- 构造函数，没有返回值也不写void
- 函数名称与类名相同
- 构造函数可以有参数，因此可以发生重载
- 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(){}
- 析构函数，没有返回值也不写void
- 函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~
- 析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载
- 程序在对象销毁前会自动调用析构，无须手动调用,而且只会调用一次
class Person
{
public:
//构造函数
Person()
{
cout << "Person的构造函数调用" << endl;
}
//析构函数
~Person()
{
cout << "Person的析构函数调用" << endl;
}
};
void test01()
{
Person p;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
析构函数对比构造函数
相同点：与类名相同，没有返回值，如果用户不定义，系统也会自动生成一个空的析构函数。而一旦用户定义，则对象在销毁时自动调用。
不同点：虽然他俩都为公开类型。构造可以重载，有多个兄弟，而析构却不能重载，但它可以是虚函数，一个类只能有一个析构函数。
构造函数的分类及调用
两种分类方式：
按参数分为： 有参构造和无参构造
按类型分为： 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
class Person {
public:
//无参（默认）构造函数
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
}
//有参构造函数
Person(int a) {
age = a;
cout << "有参构造函数!" << endl;
}
//拷贝构造函数
Person(const Person& p) {
age = p.age;
cout << "拷贝构造函数!" << endl;
}
//析构函数
~Person() {
cout << "析构函数!" << endl;
}
public:
int age;
};
//2、构造函数的调用
//调用无参构造函数
void test01() {
Person p; //调用无参构造函数
}
//调用有参的构造函数
void test02() {
//2.1 括号法，常用
Person p1(10);
//注意1：调用无参构造函数不能加括号，如果加了编译器认为这是一个函数声明
//Person p2();
//2.2 显式法
Person p2 = Person(10);
Person p3 = Person(p2);
//Person(10)单独写就是匿名对象 当前行结束之后，马上析构
//2.3 隐式转换法
Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10);
Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4);
//注意2：不能利用 拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器认为是对象声明
//Person p5(p4);
}
int main() {
test01();
return 0;
}
拷贝构造函数调用时机
C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况
- 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
- 值传递的方式给函数参数传值
- 以值方式返回局部对象
class Person {
public:
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
mAge = 0;
}
Person(int age) {
cout << "有参构造函数!" << endl;
mAge = age;
}
Person(const Person& p) {
cout << "拷贝构造函数!" << endl;
mAge = p.mAge;
}
//析构函数在释放内存之前调用
~Person() {
cout << "析构函数!" << endl;
}
public:
int mAge;
};
//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 man(100); //p对象已经创建完毕
Person newman(man); //调用拷贝构造函数
Person newman2 = man; //拷贝构造
//Person newman3;
//newman3 = man; //不是调用拷贝构造函数，赋值操作
}
//2. 值传递的方式给函数参数传值
//相当于Person p1 = p;
void doWork(Person p1) {}
void test02() {
Person p; //无参构造函数
doWork(p);
}
//3. 以值方式返回局部对象
Person doWork2()
{
Person p1;
cout << (int *)&p1 << endl;
return p1;
}
void test03()
{
Person p = doWork2();
cout << (int *)&p << endl;
}
int main() {
//test01();
//test02();
test03();
system("pause");
return 0;
}
初始化列表
class Person {
public:
//初始化列表方式初始化
Person(int a, int b, int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {}
void PrintPerson() {
cout << "mA:" << m_A << endl;
cout << "mB:" << m_B << endl;
cout << "mC:" << m_C << endl;
}
private:
int m_A;
int m_B;
int m_C;
};
int main() {
Person p(1, 2, 3);
p.PrintPerson();
system("pause");
return 0;
}
类对象作为类成员
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
class Person
{
public:
static int m_A;
private:
static int m_B; //静态成员变量也是有访问权限的
};
静态成员函数
class Person
{
public:
static void func()
{
cout << "func调用" << endl;
m_A = 100;
}
C++对象模型和this指针
this指针概念
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。
class Person
{
public:
int age;
Person(int age) {
this->age = age;
}
Person& PersonAddperson(Person person) {
this->age += person.age;
return *this;
}
};
void test() {
Person p1(10);
cout << "p1.age = " << p1.age << endl;
Person p2(10);
p2.PersonAddperson(p1).PersonAddperson(p1).PersonAddperson(p1);
}
int main() {
test();
system("pause");
return 0;
}
空指针访问成员函数
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。
class Person
{
public:
int age;
void ShowClassName() {
cout << "我是Person类!" << endl;
}
void ShowPerson() { //但是如果成员函数中用到了this指针，就不可以了
if (this == NULL) {
return;
}
cout << mAge << endl;
}
public:
int mAge;
};
void test01()
{
Person* p = NULL;
p->ShowClassName(); //空指针，可以调用成员函数
//p->ShowPerson(); //错误，但是如果成员函数中用到了this指针，就不可以了
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
- 这里空指针去调用
p->ShowPerson();失败，其原因是因为ShowPerson()方法中使用了mAge而这个变量为this->mAge，该位置是空指针，this为空。所以这里报错了。
const修饰成员函数
常函数：
- 成员函数后加const后我们称为这个函数为常函数
- 常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
void showPerson() const{
}
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
const Person p;
p.a = 100;//报错
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
class Building
{
friend void goodGay(Building* building);//告诉编译器 goodGay全局函数 ，可以访问类中的私有内容
public:
Building() {
this->m_SittingRoom = "客厅";
this->m_BedRoom = "卧室";
}
public:
string m_SittingRoom; //客厅
private:
string m_BedRoom; //卧室
};
void goodGay(Building* building)
{
cout << "好基友正在访问： " << building->m_SittingRoom << endl;
cout << "好基友正在访问： " << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
Building b;
goodGay(&b);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
实际上就是在类的头部声明一个friend修饰的函数，也就是编写一个全局函数。然后使用该类去进行访问类中的private修饰的变量等。
类做友元
#include <iostream>
using namespace std;
class Building;
class goodGay
{
public:
goodGay();
void visit();
private:
Building *building;
};
class Building
{
friend class goodGay;
public:
Building();
public:
string m_SittingRoom; //客厅
private:
string m_BedRoom;//卧室
};
Building::Building() //类外实现
{
this->m_SittingRoom = "客厅";
this->m_BedRoom = "卧室";
}
goodGay::goodGay()
{
building = new Building;
}
void goodGay::visit() {
cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
goodGay gg;
gg.visit();
}
int main() {
system("pause");
return 0;
}
这里看起来比较绕，当时这里逻辑捋清楚就好了。首先是创建一个goodGay实例，创建实例的构造方法中会去new一个Building。Building类构造方法则对m_SittingRoom,m_BedRoom进行赋值。
下面visit方法则打印两个变量。这里之所以可以访问类的私有变量是因为friend class goodGay;这行代码。声明了该类有权限进行访问。
成员函数做友元
class Building
{
//告诉编译器 goodGay类中的visit成员函数 是Building好朋友，可以访问私有内容
friend void goodGay::visit();
}
与上同理。
继承
继承的语法：class 子类 : 继承方式 父类
继承方式一共有三种：
- 公共继承
- 保护继承
- 私有继承
继承中 先调用父类构造函数，再调用子类构造函数，析构顺序与构造相反
继承同名成员处理方式
int main()
{
Son s;
cout << "Son下的m_A = " << s.m_A << endl;
cout << "Base下的m_A = " << s.Base::m_A << endl;
s.func();
s.Base::func();
s.Base::func(10);
}
总结：
- 子类对象可以直接访问到子类中同名成员
- 子类对象加作用域可以访问到父类同名成员
- 当子类与父类拥有同名的成员函数，子类会隐藏父类中同名成员函数，加作用域可以访问到父类中同名函数
继承同名静态成员处理方式
- 访问子类同名成员 直接访问即可
- 访问父类同名成员 需要加作用域
多继承语法
C++允许一个类继承多个类
语法： class 子类 ：继承方式 父类1 ， 继承方式 父类2...
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
多态
多态满足条件：
1、有继承关系
2、子类重写父类中的虚函数
多态使用：
父类指针或引用指向子类对象
class Animal
{
public:
virtual void speak() {
cout << "动物在说话" << endl;
}
private:
};
class Cat :public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "小猫在说话" << endl;
}
};
class Dog :public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "小狗在说话" << endl;
}
};
void DoSpeak(Animal &an)
{
an.speak();
}
int main() {
Cat cat;
DoSpeak(cat);
}
这里是编写了一个方法传递引用Animal，并且调用speak
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。
语法：virtual 返回值类型 函数名 （参数列表）= 0 ;
当类中有了纯虚函数，这个类也称为抽象类。
抽象类特点：
- 无法实例化对象
- 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:
virtual void func() = 0;
};
class Son :public Base
{
void func() {
cout << "Son func调用" << endl;
}
};
void dofunc(Base &base) {
base.func();
}
int main() {
Base * base = NULL;
base = new Son; //base = new Base; // 错误，抽象类无法实例化对象
base->func();
}
虚析构和纯虚析构
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
解决方式：将父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构
虚析构和纯虚析构共性：
- 可以解决父类指针释放子类对象
- 都需要有具体的函数实现
虚析构和纯虚析构区别：
- 如果是纯虚析构，该类属于抽象类，无法实例化对象
虚析构语法：
virtual ~类名(){}
纯虚析构语法：
virtual ~类名() = 0;
类名::~类名(){}
文本文件操作
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();
| 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 |
int main() {
ofstream ofs;
ofs.open("test.txt", ios::out);
ofs << "姓名：张三" << endl;
ofs << "性别：男" << endl;
ofs << "年龄：18" << endl;
ofs.close();
return 0;
}
总结：
- 文件操作必须包含头文件 fstream
- 读文件可以利用 ofstream ，或者fstream类
- 打开文件时候需要指定操作文件的路径，以及打开方式
- 利用<<可以向文件中写数据
- 操作完毕，要关闭文件
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();
#include <fstream>
void test() {
ifstream ifs;
ifs.open("test.txt", ios::in);
if (!ifs.is_open()) {
cout << "文件打开失败" << endl;
return;
}
char c;
while ((c = ifs.get()) != EOF)
{
cout << c;
}
ifs.close();
}
int main() {
test();
return 0;
}
总结：
- 读文件可以利用 ifstream ，或者fstream类
- 利用is_open函数可以判断文件是否打开成功
- close 关闭文件
二进制文本操作
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
void test() {
ofstream ofs("person.txt", ios::out | ios::binary);
Person p = { "张三" , 18 };
ofs.write((const char*)&p, sizeof(p));
}
int main(){
test()
}
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
class Person
{
public:
char m_Name[64];
int m_Age;
};
void test() {
ifstream ifs("person.txt", ios::in | ios::binary);
if (!ifs.is_open())
{
cout << "文件打开失败" << endl;
}
Person p;
ifs.read((char*)&p, sizeof(p));
cout << "姓名： " << p.m_Name << " 年龄： " << p.m_Age << endl;
}
int main() {
test();
return 0;
}