C++面向对象的三大特性:封装、继承、多态。具有相同性质的对象,抽象为类。
文章目录
- 1 封装
- 1.1 封装的意义(一)
- 1.2 封装的意义(二)
- 1.3 struct 和 class区别
- 1.4 成员属性设置为私有
- 练习案例:
- 1 设计立方体类
- 2 对象的初始化和清理
- 2.1 构造函数和析构函数
- 2.2 构造函数的分类及调用
- 2.3 拷贝构造函数调用时机
- 2.4 构造函数调用规则
- 2.5 深拷贝与浅拷贝(面试提及)
- 2.6 初始化列表
- 2.7 类对象作为类成员
- 2.8 静态成员
1 封装
1.1 封装的意义(一)
- 将属性和行为作为一个整体,表现为生活的事物
- 将属性和行为加以权限控制
语法:class 类名 { 访问权限 : 属性/行为}
示例:设计一个圆类,求圆的周长
/*
设计一个圆类,求圆的周长
圆的周长公式: 2 * PI * 半径
*/
const double PI = 3.14;
class Circle
{
//访问权限
public:
//1、属性
//半径
int m_r;
//2、行为
//获取圆的周长
double calculateZC()
{
return 2 * PI * m_r;
}
};
int main()
{
system("color 1E");
//通过圆类,创建具体的圆c ==>>实例化(通过一个类实例化一个具体的对象)
Circle c1;
//给圆对象的属性赋值
c1.m_r = 10;
cout << "圆的周长:" << c1.calculateZC() << endl;
system("pause");
return 0;
}
示例2:设计一个学生类,属性:姓名、学号。给学生姓名和学号赋值,然后显示出姓名和学号
class Student
{
public: // 访问权限 ->公共权限
//1、属性 :成员属性,成员变量
string s_name;
int stuId;
//2、行为 :成员函数 成员方法
void showStudent()
{
cout << "学生的姓名:" << s_name << " 学号是:" << stuId << endl;
}
//给姓名赋值
void setName(string name)
{
s_name = name;
}
//给学号赋值
void setId(int id)
{
stuId = id;
}
};
int main()
{
system("color 1E");
//通过学生类,创建具体那个学生 ==>>实例化(通过一个类实例化一个具体的对象)
Student stu1;
Student stu2;
//给学生对象的属性赋值
stu1.setName ("张三");
stu1.setId( 21202201);
stu1.showStudent();
stu1.s_name = "李四";
stu1.stuId = 21202202;
stu1.showStudent();
system("pause");
return 0;
}
1.2 封装的意义(二)
说明: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
访问权限三种:
- public:公共权限
- 成员 :类内可以访问,类外也可以访问
- protected:保护权限
- 成员: 类内可以访问,类外不可以访问
- 儿子可以访问父亲的保护内容
- private:私有权限
- 成员:类内可以访问,类外不可以访问
- 儿子不可以访问父亲的私有内容
class Person
{
public:
string m_name;
protected:
string m_Car;
private:
int m_Password;
public:
void func()
{
m_name = "张三";
m_Car = "保时捷";
m_Password = 12345;
}
};
1.3 struct 和 class区别
说明:在C++中struct 和class唯一的区别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; //默认权限 私有
};
struct C2
{
int m_a; //默认权限 公共
};
C1 c1;
//c1.m_a = 100; //报错
C2 c2;
c2.m_a = 100; //公共权限,类内类外都可以访问
1.4 成员属性设置为私有
优点:
- 将所有成员属性设置为私有之后,自己可以控制读写权限
- 对于写权限,检测数据的有效性
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<string>
using namespace std;
/*
成员属性设置为私有
1、可以自己控制读写权限 --某些属性的读写
2、对于以检测数据的有效性 --对于年龄的特殊设置
*/
//设计人类
class Person
{
public:
//设置姓名
void setName(string name)
{
m_Name = name;
}
//获取姓名
string getName()
{
return m_Name;
}
int setAge(int age)
{
m_Age = 0;
if (age < 0 || age>150)
{
cout << "你输入的年龄有误,默认设置为0." << endl;
return m_Age;
}
m_Age = age;
}
int getAge()
{
return m_Age;
}
void setLower(string lover)
{
m_Lover = lover;
}
private:
//姓名 可读可写
string m_Name;
//年龄 只读
int m_Age;
//情人 只写
string m_Lover;
};
int main()
{
system("color 1E");
Person p;
p.setName("唐三");
cout << "输入的姓名:" << p.getName()<<endl;
//检测数据的有效性
p.setAge(1000);
cout << "输入的年龄:" << p.getAge()<<endl; //年龄只读
p.setLower("小舞"); //情人只能可写
return 0;
}
练习案例:
1 设计立方体类
求出立方体的面积和体积。分别用全局函数和成员函数判断两个立方体是否相等
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<string>
using namespace std;
/*
立方体的类的设计
1、创建立方体类
2、设计属性
3、设计行为 获取立方体面积和体积
4、分别利用全局函数和成员函数 判断两个立方体是否相等
*/
class Cube
{
public:
void setL(double l) {
m_L = l;
}
void setW(double w) {
m_W = w;
}
void setH(double h) {
m_H = h;
}
double getL() {
return m_L;
}
double getW() {
return m_W;
}
double getH() {
return m_H;
}
//获取立方体的面积
double getArea()
{
double area;
area = 2 * (m_H*m_L + m_H * m_W + m_L * m_W);
return area;
}
//获取立方体的体积
double getVolu()
{
double volume;
volume = m_H * m_L * m_W ;
return volume;
}
//利用成员函数判断两个立方体是否相等
bool isSameByClass(Cube &c)
{
if (m_L = c.m_L && m_H == c.m_H && m_W == c.m_W)
{
return true;
}
return false;
}
private:
double m_L, m_W, m_H;
};
//全局函数判断两个函数是否相等
bool isSameByClasss(Cube &c1, Cube &c2)
{
if (c1.getL() == c2.getL() && c1.getH() == c2.getH() && c1.getW() == c2.getW())
{
return true;
}
return false;
}
int main()
{
system("color 1E");
Cube c,c1,c2;
c.setL(1);
c.setW(2);
c.setH(3);
c1.setL(2);
c1.setW(2);
c1.setH(2);
c2.setL(2);
c2.setW(2);
c2.setH(3);
cout << "立方体的面积:" << c.getArea() << endl;
cout << "立方体的体积:" << c.getVolu() << endl;
bool gouRet = isSameByClasss(c1, c2);
if (gouRet == true)
{
cout << "全局函数的两个立方体是相等的" << endl;
}
else
cout << "全局函数的两个立方体是不相等的" << endl;
bool ret = c1.isSameByClass(c2);
if (ret == true)
{
cout << "两个立方体是相等的" << endl;
}
else
cout << "两个立方体是不相等的" << endl;
return 0;
}
2 对象的初始化和清理
- 生活中有些电子产品都有出厂设置
- 每个对象初始设置以及对象销毁前的清理数据的设置
2.1 构造函数和析构函数
对象的初始化和清理是重要的安全问题
- 一个对象或者变量没有初始状态,对其使用后果也是未知的
- 同样,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++利用构造函数和析构函数解决上述问题,这两个函数会被编译器自动调用 ,完成对象初始化和清理工作。若是不提供构造和析构,编译器会提供构造函数和析构函数是空实现的(自己不写,有人写)
- 构造函数:主要作用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,无需手动
- 析构函数:作用于对象销毁前自动调用,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 函数名称与类明相同
- 3 构造函数可以有参数,因此可以重载
- 4 程序在调用对象的时候会自动调用构造,无需 手动调用,且只调用一次
析构函数语法 :~类名(){ }
- 1 析构函数,没有返回值不写void
- 2 函数名称与类名相同,在名称前面加上符合 ~
- 3 析构函数不可以有参数,因此不能发送重载
- 4 程序在对象销毁前会自动调用析构,无需手动调用,只调用一次
class Person
{
public:
Person()
{
cout << "正在构造函数!! " << endl;
}
~Person()
{
cout << "正在析构函数!! " << endl;
}
};
void test01()
{
Person p;
}
int main()
{
test01();
return 0;
}
2.2 构造函数的分类及调用
两种分类方式:
-
按照参数分:有参构造和无参构造
Person() { cout << "无参的构造函数调用!! " << endl; } Person(int a) { age = a; cout << "有参的构造函数调用!! " << endl; }
-
按照类型分:普通构造和拷贝构造
//拷贝构造函数 /* 定义:若是有张三这个人,然后用李四去克隆张三这个人的属性 不过张三本身属性不能改变,加上 const只读 */ Person(const Person &p) { age = p.age; }
三种调用方式:
-
括号法(一般这个比较好 )
注意:若是无参的函数构造不要写"p1()";这样会被认为是函数的声明
//1、括号法 Person p1; //有参构造函数 Person p2(10); cout << "p2的年龄为:" << p2.age << endl; //拷贝构造函数 Person p3(p2); cout << "p3的年龄为:" << p3.age << endl;
-
显示法
注意:Person(10)若是在左侧,则是匿名对象;执行结束后,系统立马回收匿名对象函数
Person p1; //有参构造函数 Person p2 = Person(10); //拷贝构造函数 Person p3 = Person(p2);
-
隐式转换法
Pensor p4=10; //相当于写了Person p4=Person(10) 有参构造 Pensor p5=p3; //拷贝构造
2.3 拷贝构造函数调用时机
C++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对象
-
值传递的方式给函数参数传值
void doWork(Person p) { } void test() { Person p; //默认构造函数 doWork(p);//拷贝构造函数,给函数的p, }
-
以值的方式返回局部对象
Person doWork() { Person p1; return p1; //返回p1的时候,也会产生一个拷贝构造函数。返回会重新生成一个跟p1一样的数据 } void test() { Person p = doWork(); }
2.4 构造函数调用规则
默认情况下,只要创建类,C++编译器至少给应该类添加3个函数
- 默认构造函数(无参,为空)
- 默认析构函数(无参,为空)
- 默认拷贝析构函数,对属性的值进行拷贝
构造函数调用规则如下:
- 如果用户定义有参构造函数,C++不提供默认无参构造,但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(有参、无参)
2.5 深拷贝与浅拷贝(面试提及)
- 浅拷贝:简单的赋值拷贝(编译器做)-》会导致堆区的内存重复释放
-
深拷贝:在堆区重新申请空间,进行拷贝操作
class Person
{
public:
int age;
int * Height;
//构造函数
Person()
{
cout << "无参的构造函数调用!! " << endl;
}
Person(int a,int height)
{
age = a;
//用new在堆区创建一个对象
Height = new int(height);
cout << "有参的构造函数调用!! " << endl;
}
//自己实现拷贝构造函数 解决浅拷贝带来的问题
Person(const Person &p)
{
cout << "Person 拷贝构造函数调用" << endl;
age = p.age;
//Height = p.Height; 编译器默认实现这行代码
//在堆区重新申请空间,进行深拷贝
Height = new int(*p.Height);
}
//析构函数
~Person()
{
//释放堆区创建的内存
if (Height != NULL)
{
delete Height;
Height = NULL;
}
//作用:析构代码,将堆区开辟数据做释放
cout << "正在析构函数!! " << endl;
}
};
//调用
void test01()
{
//p1走自己的析构,p2也是自己的析构
Person p1(18, 180);
cout << "p1的年龄为:" << p1.age << " 身高为:" << *p1.Height << endl; //*表示指针的实际化,输出的是一个值,不是地址
Person p2(p1);
cout << "p2的年龄为:" << p2.age << " 身高为:" << *p2.Height << endl;
}
说明:若是使用指针就会在堆区使用内存空间,p1和p2两个对象,然后两个对象指向同一块内存;delete是释放对象指向的内存,这里用浅拷贝会被释放两次。
2.6 初始化列表
说明:C++提供初始化列表语法,用来初始化属性
语法:构造类名():属性1(值1),属性2(值2) . . . { }
1)传统初始化列表:
class Person
{
public:
int m_A;
int m_B;
int m_C;
//传统列表赋初值
Person(int a, int b, int c)
{
m_A = a;
m_B = b;
m_C = c;
}
};
void test()
{
Person p(10, 20, 30);
cout << "m_A = " << p.m_A << endl;
cout << "m_A = " << p.m_B << endl;
cout << "m_A = " << p.m_C << endl;
}
改进之后的:
Person(int a,int b,int c):m_A(a),m_B(b),m_C(c)
{
}
2.7 类对象作为类成员
说明:C++类中的成员可以是另一个类的对象,称为该成员为对象成员。当其他类对象作为本类对象,构造的时候先构造其他类对象,再构造自身对象。析构的时候先释放自身内存 ,再释放其他对象内存。
//创建手机的类
class Phone
{
public:
string m_Pname;
Phone(string name)
{
m_Pname = name;
cout << "正在调用手机类的构造函数" << endl;
}
~Phone()
{
cout << "正在调用手机类的析构函数" << endl;
}
};
class Person
{
public:
string m_Name;
Phone m_Phone;
Person(string name, string phone):m_Name(name),m_Phone(phone)
{
cout << "正在调用Person类的构造函数" << endl;
}
~Person()
{
cout << "正在调用Person类的析构函数" << endl;
}
};
//调用
void test01()
{
Person p("张三", "苹果14pro");
cout << p.m_Name << "拿着:" << p.m_Phone.m_Pname << "手机" << endl;
}
2.8 静态成员
静态成员就是想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:
1)静态成员变量
- 所有对象共享一份数据(若是p1.a=100,若是p2也调用,p2.a=200,则p1.a=200;a是共享的)
- 在编译阶段分配内存
- 类内声明,类外初始化(在类外声明一个类内定义的属性,初始化:int Person::a=100),类外访问不到私有静态成员变量。
- 私有成员变量访问不到
class Person
{
public:
static int m_Age;
};
int Person::m_Age = 100;
Person p;
//访问方式一:通过对象
cout << p.m_Age << endl; ->100
//访问方式二:通过类名
cout<<Person::m_Age<<endl; ->100
Person p1;
p1.m_Age = 200;
cout << p.m_Age << endl; ->200 //修改了
2)静态成员函数
- 所有对象共享一个函数
- 静态成员函数只能访问静态成员变量,非静态成员变量函数,无法区分到底是那个对象的属性;而静态成员变量所有人共享一份,不属于任何人。
- 私有成员函数访问不到