【C++核心编程】C++全栈体系(八)

news2025/4/19 12:30:17

C++核心编程

第四章 类和对象

C++面向对象的三大特性为:封装、继承、多态

C++认为万事万物都皆为对象,对象上有其属性和行为

例如:

​ 人可以作为对象,属性有姓名、年龄、身高、体重…,行为有走、跑、跳、吃饭、唱歌…

​ 车也可以作为对象,属性有轮胎、方向盘、车灯…,行为有载人、放音乐、放空调…

​ 具有相同性质的对象,我们可以抽象称为,人属于人类,车属于车类

一、封装

1. 封装的意义

封装是C++面向对象三大特性之一

封装的意义:

  • 将属性和行为作为一个整体,表现生活中的事物
  • 将属性和行为加以权限控制

封装意义一:

​ 在设计类的时候,属性和行为写在一起,表现事物

语法: class 类名{ 访问权限: 属性 / 行为 };

示例1: 设计一个圆类,求圆的周长

示例1代码:

//圆周率
const double PI = 3.14;

//1、封装的意义
//将属性和行为作为一个整体,用来表现生活中的事物

//封装一个圆类,求圆的周长
//class代表设计一个类,后面跟着的是类名
class Circle
{
public:  //访问权限  公共的权限

	//属性
	int m_r;//半径

	//行为
	//获取到圆的周长
	double calculateZC()
	{
		//2 * pi  * r
		//获取圆的周长
		return  2 * PI * m_r;
	}
};

int main() {

	//通过圆类,创建圆的对象
	// c1就是一个具体的圆
	Circle c1;
	c1.m_r = 10; //给圆对象的半径 进行赋值操作

	//2 * pi * 10 = = 62.8
	cout << "圆的周长为: " << c1.calculateZC() << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

示例2: 设计一个学生类,属性有姓名和学号,可以给姓名和学号赋值,可以显示学生的姓名和学号

示例2代码:

//学生类
class Student {
public:
	void setName(string name) {
		m_name = name;
	}
	void setID(int id) {
		m_id = id;
	}

	void showStudent() {
		cout << "name:" << m_name << " ID:" << m_id << endl;
	}
public:
	string m_name;
	int m_id;
};

int main() {

	Student stu;
	stu.setName("德玛西亚");
	stu.setID(250);
	stu.showStudent();

	system("pause");

	return 0;
}

封装意义二:

类在设计时,可以把属性和行为放在不同的权限下,加以控制

访问权限有三种:

  1. public 公共权限
  2. protected 保护权限
  3. private 私有权限

示例:

//三种权限
//公共权限  public     类内可以访问  类外可以访问
//保护权限  protected  类内可以访问  类外不可以访问
//私有权限  private    类内可以访问  类外不可以访问

class Person
{
	//姓名  公共权限
public:
	string m_Name;

	//汽车  保护权限
protected:
	string m_Car;

	//银行卡密码  私有权限
private:
	int m_Password;

public:
	void func()
	{
		m_Name = "张三";
		m_Car = "拖拉机";
		m_Password = 123456;
	}
};

int main() {

	Person p;
	p.m_Name = "李四";
	//p.m_Car = "奔驰";  //保护权限类外访问不到
	//p.m_Password = 123; //私有权限类外访问不到

	system("pause");

	return 0;
}

2. 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
class C1
{
	int  m_A; //默认是私有权限
};

struct C2
{
	int m_A;  //默认是公共权限
};

int main() {

	C1 c1;
	c1.m_A = 10; //错误,访问权限是私有

	C2 c2;
	c2.m_A = 10; //正确,访问权限是公共

	system("pause");

	return 0;
}

3. 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

示例:

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;
}

二、对象的初始化和清理

  • 生活中我们买的电子产品都基本会有出厂设置,在某一天我们不用时候也会删除一些自己信息数据保证安全
  • C++中的面向对象来源于生活,每个对象也都会有初始设置以及 对象销毁前的清理数据的设置。

1. 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

c++利用了构造函数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(){}

  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;
}

/*
	Person的构造函数调用
	Person的析构函数调用
*/

2. 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

示例:

//1、构造函数分类
// 按照参数分类分为 有参和无参构造   无参又称为默认构造函数
// 按照类型分类分为 普通构造和拷贝构造

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; // 默认构造函数调用
    Person p2(10); // 有参构造参数
    Person p3(p2); // 拷贝构造参数

    cout << "p2的年龄为:" << p2.age << endl;
    cout << "p3的年龄为:" << p2.age << endl;

    // 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 p1();


    //2.2 显式法
    Person p4;
    Person p5 = Person(10); // 有参构造
    Person p6 = Person(p5); // 拷贝构造
    Person(10); // 单独写就是匿名对象  当前行结束之后,马上析构

    //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(p3);

    //2.3 隐式转换法
    Person p7 = 10; // Person p7 = Person(10);
    Person p8 = p7; // Person p8 = Person(p7);

}

int main() {

    
    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

/*
	无参构造函数!
	有参构造函数!
	拷贝构造函数!
	p2的年龄为:10
	p3的年龄为:10
	无参构造函数!
	有参构造函数!
	拷贝构造函数!
	有参构造函数!
	析构函数!
	有参构造函数!
	拷贝构造函数!
	析构函数!
	析构函数!
	析构函数!
	析构函数!
	析构函数!
	析构函数!
	析构函数!
	析构函数!
*/

3. 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

示例:

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;
}

/*
	test01():
		有参构造函数!
		拷贝构造函数!
		拷贝构造函数!
		析构函数!
		析构函数!
		析构函数!
	test02():
		无参构造函数!
		拷贝构造函数!
		析构函数!
		析构函数!
	test03():
		无参构造函数!
		0x7ffeee7f59a8
		0x7ffeee7f59a8
		析构函数!
*/

4. 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++不在提供默认无参构造,但是会提供默认拷贝构造

  • 如果用户定义拷贝构造函数,c++不会再提供其他构造函数

示例:

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;
};

void test01()
{
	Person p1(18);
	//如果不写拷贝构造,编译器会自动添加拷贝构造,并且做浅拷贝操作
	Person p2(p1);

	cout << "p2的年龄为: " << p2.age << endl;
}

void test02()
{
	//如果用户提供有参构造,编译器不会提供默认构造,会提供拷贝构造
	Person p1; //此时如果用户自己没有提供默认构造,会出错
	Person p2(10); //用户提供的有参
	Person p3(p2); //此时如果用户没有提供拷贝构造,编译器会提供

	//如果用户提供拷贝构造,编译器不会提供其他构造函数
	Person p4; //此时如果用户自己没有提供默认构造,会出错
	Person p5(10); //此时如果用户自己没有提供有参,会出错
	Person p6(p5); //用户自己提供拷贝构造
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

/*
	有参构造函数!
	拷贝构造函数!
	p2的年龄为: 18
	析构函数!
	析构函数!
*/

5. 深拷贝与浅拷贝

深浅拷贝是面试经典问题,也是常见的一个坑

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

在这里插入图片描述

示例:

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 age ,int height) {
		
		cout << "有参构造函数!" << endl;

		m_age = age;
		m_height = new int(height);
		
	}
	//拷贝构造函数  
	Person(const Person& p) {
		cout << "拷贝构造函数!" << endl;
		//如果不利用深拷贝在堆区创建新内存,会导致浅拷贝带来的重复释放堆区问题
		m_age = p.m_age;
		m_height = new int(*p.m_height);
		
	}

	//析构函数
	~Person() {
		cout << "析构函数!" << endl;
		if (m_height != NULL)
		{
			delete m_height;
		}
	}
public:
	int m_age;
	int* m_height;
};

void test01()
{
	Person p1(18, 180);

	Person p2(p1);

	cout << "p1的年龄: " << p1.m_age << " 身高: " << *p1.m_height << endl;

	cout << "p2的年龄: " << p2.m_age << " 身高: " << *p2.m_height << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

/*
	有参构造函数!
	拷贝构造函数!
	p1的年龄: 18 身高: 180
	p2的年龄: 18 身高: 180
	析构函数!
	析构函数!
*/

总结: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

6. 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)... {}

示例:

class Person {
public:

	传统方式初始化
	//Person(int a, int b, int c) {
	//	m_A = a;
	//	m_B = b;
	//	m_C = c;
	//}

	//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;
}

/*
	mA:1
	mB:2
	mC:3
*/

7. 类对象作为类成员

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,A为对象成员

那么当创建B对象时,A与B的构造和析构的顺序是谁先谁后?

示例:

class Phone
{
public:
	Phone(string name)
	{
		m_PhoneName = name;
		cout << "Phone构造" << endl;
	}

	~Phone()
	{
		cout << "Phone析构" << endl;
	}

	string m_PhoneName;

};


class Person
{
public:

	//初始化列表可以告诉编译器调用哪一个构造函数
	Person(string name, string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName)
	{
		cout << "Person构造" << endl;
	}

	~Person()
	{
		cout << "Person析构" << endl;
	}

	void playGame()
	{
		cout << m_Name << " 使用" << m_Phone.m_PhoneName << " 牌手机! " << endl;
	}

	string m_Name;
	Phone m_Phone;

};
void test01()
{
	//当类中成员是其他类对象时,我们称该成员为 对象成员
	//构造的顺序是 :先调用对象成员的构造,再调用本类构造
	//析构顺序与构造相反
	Person p("张三" , "苹果X");
	p.playGame();

}


int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

/*
	Phone构造
	Person构造
	张三 使用苹果X 牌手机! 
	Person析构
	Phone析构
*/

8. 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
    • 所有对象共享同一份数据
    • 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

示例1 : 静态成员变量

class Person
{
	
public:

	static int m_A; //静态成员变量

	//静态成员变量特点:
	//1 在编译阶段分配内存
	//2 类内声明,类外初始化
	//3 所有对象共享同一份数据

private:
	static int m_B; //静态成员变量也是有访问权限的
};
int Person::m_A = 10;
int Person::m_B = 10;

void test01()
{
	//静态成员变量两种访问方式

	//1、通过对象
	Person p1;
	p1.m_A = 100;
	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;

	Person p2;
	p2.m_A = 200;
	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; //共享同一份数据
	cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;

	//2、通过类名
	cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;


	//cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; //私有权限访问不到
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

/*
	p1.m_A = 100
	p1.m_A = 200
	p2.m_A = 200
	m_A = 200
*/

示例2: 静态成员函数

class Person
{

public:

	//静态成员函数特点:
	//1 程序共享一个函数
	//2 静态成员函数只能访问静态成员变量
	
	static void func()
	{
		cout << "func调用" << endl;
		m_A = 100;
		//m_B = 100; //错误,不可以访问非静态成员变量
	}

	static int m_A; //静态成员变量
	int m_B; // 
private:

	//静态成员函数也是有访问权限的
	static void func2()
	{
		cout << "func2调用" << endl;
	}
};
int Person::m_A = 10;


void test01()
{
	//静态成员变量两种访问方式

	//1、通过对象
	Person p1;
	p1.func();

	//2、通过类名
	Person::func();


	//Person::func2(); //私有权限访问不到
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

/*
	func调用
	func调用
*/

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格式转换 使用torch.from_numpy() 将numpy的array转化为torch的张量。 结果如下&#xff1a; 而把张量转为numpy的数组&#xff1a;tensor2array torch_data.numpy() 计算绝对值 torch.abs() data [-1,-2&#xff0c;1&#xff0c;2] tensor torch.FloatTensor(data) …

HoloLens2 Visible-Light Tracking Camera (VLC) 内参获取

HoloLens2 Visible-Light Tracking Camera&#xff08;VLC&#xff09;内参获取问题描述求解方法总结参考链接问题描述 OpenCV中的许多功能都需要输入相机内参(Camera Intrinsics)。然而&#xff0c;HoloLens2并没有提供直接获取相机内参的API&#xff0c;what is provided is …

初阶指针(详细版)

目录 一、指针是什么 1、内存 2、内存的管理与使用 3、指针变量的使用 二、指针和指针类型 1、指针类型的意义 2、指针 或 - 整数 3、指针解引用 三、野指针 1、野指针成因 2、如何规避野指针 四、指针运算 1、指针-整数 2、指针 - 指针 指针 - 指针的运用…

11_6、Java集合之Map接口(包括HashMap在内的子接口)的使用

一、引入Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:key-value &#xff08;双列集合框架&#xff09;&#xff0c;Map 中的 key 和 value 都可以是任何引用类型的数据 。Map 中的 key 用Set来存放&#xff0c;不允许重复&#xff0c;即同一个 Map 对象所对应 的类&…

Android Studio生成自己的so库

一、创建Native项目 1、新建 Native 项目 1&#xff09;新建项目 选择最下面的 Native C 下一步即可 2&#xff09;填写项目信息 3&#xff09;选择C版本可以直接选择默认 2、下载并配置NDK及CMake 1&#xff09;进入Studio 设置 SDK 设置界面 这里选择需要的 NDK 和 CMake…

c++之 OpenGL(1)-安装与概述

目录概述&#xff46;&#xff45;&#xff44;&#xff4f;&#xff52;&#xff41;下安装编写OpenGL应用程序测试hello,world概述 OpenGL&#xff08;英语&#xff1a;Open Graphics Library&#xff0c;译名&#xff1a;开放图形库或者“开放式图形库”&#xff09;是用于…

Linux开发工具的使用(一)

文章目录Linux开发工具的使用&#xff08;一&#xff09;1. Linux软件包管理器yum1.1 查看软件1.2 下载软件1.3 卸载软件2.vim编辑器的介绍和使用2.1 vim的介绍2.2 vim的基本操作2.3 vim命令模式命令集(必须是命令模式下)2.3.1 移动光标2.3.2 删除文字2.3.3 复制文本内容2.3.4 …

C++ 不知树系列之二叉堆排序(递归和非递归实现上沉、下沉算法)

1. 前言 什么是二叉堆&#xff1f; 二叉堆是有序的 完全二叉树&#xff0c;在完全二叉树的基础上&#xff0c;二叉堆 提供了有序性特征&#xff1a; 二叉堆 的根结点上的值是整个堆中的最小值或最大值。 当根结点上的值是整个堆结构中的最小值时&#xff0c;此堆称为最小堆。…

xpath获取标签之间的文本内容

目前在学习xpath&#xff0c;需要取一个package信息&#xff0c;如图&#xff1a; 标题 "package"在span里面&#xff0c;比较方便取&#xff0c;用这个xpath就行&#xff1a; //div[idartikeltabelle]/table/tbody/tr[1]/td[2]/span[classinsertlabela and text()pa…

/mmcv/_ext.cpython-36m-x86_64-linux-gnu.so: undefined symbol: _ZN3c107Warning

报/mmcv/_ext.cpython-36m-x86_64-linux-gnu.so: undefined symbol: _ZN3c107Warning 就是mmcv或者mmcv-full编译有问题&#xff1b; 尝试了mmcv_full-1.7.1-cp36-cp36m-manylinux1_x86_64.whl pip 安装&#xff0c;都不是对应版本&#xff1b; 在安装mmcv或者mmcv-full都是无…

如何用PPT画出好看的科研图

前言 好看的科研图可以从前人的作品中进行借鉴&#xff0c;今天介绍2副精美的科研图以及他们在PPT中的绘制方法&#xff0c;话不多说&#xff0c;先摆上标准科研图 1. 黑色粗体边框以及淡填充颜色 黑色粗体边框和淡填充颜色真的让矩形一下子变得很有质感&#xff0c;在学习的…

VMware Fusion设置静态IP+端口转发(macOS)+内网穿透

很少有资料提到配置macOS上VMware Fusion的端口转发&#xff0c;因此我在这里进行了一些记录打开网络设置解锁并添加新的网络适配器只有新的网络适配器才允许配置转发&#xff0c;默认的不允许这样做。设置NAT转发虚拟机选择使用新创建的虚拟网络适配器Ubuntu配置静态IP/DNS服务…