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第3章 C++语言高级专题一

时间:2023-03-09 22:59:36浏览次数:40  
标签:专题 函数 int 成员 高级 C++ 运算符 对象 构造函数

C++语言基础概述

C++语言发展历史

​ 自从1946年第一台电子数字计算机ENIAC问世以来,随着计算机应用领域的不断扩大,促进了计算机技术的告诉发展,尤其是今年来计算机的硬件和软件都是日新月异的。

​ 20世纪60年代,Martin Richards为计算机软件人员在开发系统软件时,作为记述语言使用而开发了BCPL语言(Basic Combined Programming Language)

​ 并在1983年由Rick Maseitti提议正式命名为C++(C Plus Plus)。后来,又把运算符的重载、引用、虚函数等功能加入到C++中,使C++的功能日趋完善。

高级语言的编译过程:

源程序(文本文件):扩展名*.cpp——编译——>目标文件(二进制文件):扩展名*.obj——链接【库文件(各种函数)】——>可执行文件(二进制文件):扩展名*.exe

#include<iostream> //C++包含头文件
using namesapce std;

int main()//主函数main有前面int主函数的返回值为整型
{
    int x = 0;
    cout << "\n欢迎来到C++语言编程世界!"<< endl << endl;//endl表示换行
    
    cout << "x=" << x << endl;
    
    //从键盘输入x的值:
    cout << "请输入x的值:";
    cin >> x;
    cout << "\nx=" << x << endl;
    
    return 0;
}

C++输入与输出

  1. 标准输入流cin

    程序在执行期间,接受外部信息的操作称为程序的输入;而把程序向外部发送信息的操作称为程序的的输出。在C++没有专门的输入输出语句,所有的输入输出是通过输入输出流来实现。

    要使用C++提供的输入输出时,必须在程序的开头增加一行:#include<iostream.h>即包含输入输出流的头文件"iostream.h"。

    计算机(指定的变量) <—— >>(提取) <—— cin(输入流) <—— "Hello!" <—— 键盘
  2. 标准输出流cout

    与输入cin对应的输出是cout输出流。当要输出一个表达式的值时,可使用cout来实现,其一般格式为:

    cout << <表达式> << <表达式> ......>>;

    其中运算符“<<”称为插入运算符,它将紧跟其后的表达式的值,输出到显示器当前光标的位置。

    显示器 <—— cout(输出流) <—— 插入(<<) <—— 程序("Hello!")

    指定输出项占用的宽度,使用setw()函数,在程序开始位置必须包含头文件iomanip.h,即在程序的开头增加:#include<iomanip.h>

    #include<iostream> //C++包含头文件
    #include<iomanip>//使用到set函数,要加头文件
    using namesapce std;
    
    int main()//主函数main有前面int主函数的返回值为整型
    {
        cout << "湖南省" << setw(20) << "长沙市" << endl;
        
        return 0;
    

内联函数

内联函数的实质是用存储空间(使用更多的存储空间)来换取时间(减少执行时间)。内联函数的定义方法是,在函数定义时,在函数的类型前增加修饰词inline。eg:inline void testfunc()

函数重载

所谓函数的重载是指完成不同功能的函数可以具有相同的函数名。C++编译器是根据函数的参数来确定应该调用哪一个函数的。

int fun(int a, int b)

{return a + b;}

int fun(int a)

{return a*a;}

void main(void)

{cout << fun(3, 5) << endl;

cout << fun(5) << endl;}

  1. 定义的重载函数必须具有不同的参数个数,或不同的参数类型。只有这样编译系统才有可能根据不同的参数去调用不同的重载函数。
  2. 仅返回值不同时,不能定义为重载函数。即仅函数的类型不同,不能定义为重载函数。

C++指针与引用

指针基础

数据在内存中是如何存取的?

​ 系统根据程序中定义变量的类型,给变量分配一定的长度空间。字符型占1字节,整数占4个字节......。内存区的每个字节都有编号,称之为地址。

内存单元的地址 2000H ’c'
20001H
20002H 25 内存单元的内容
20003H
20004H
内存
  1. 直接访问

    按变量地址存取变量的值。cin >> i;实际上放到定义i单元的地址中。

  2. 间接访问

    将变量的地址存放在另一个单元p中,通过p取出变量的地址,再针对变量操作。

    #include<iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        //直接访问
        /*int i = 0;
        cout << "\ni在内存单元地址编号:" << &i << endl;
        cout << "请输入i的值:";
        cin >> i;
        cout << "你输入的i的值为:" << i << endl;*/
        
        //间接访问
        int *p = NULL;
        int x = 560;
        
        cout << "x的地址编号为:" << &x << endl;
        
        p = &x;
        cout << "p的值(就是x的地址编号):" << p << endl;
        
        cout << "输出指针变量p指向地址编号里边的值:" << *p << endl;
        
        return 0;
    }
    

一个变量变量的地址称为该变量的地址

​ 如果在程序中定义了一个变量或数组,那么,这个变量或数组的地址(指针)也就确定为一个常量。

变量的指针和指向变量的针变量。

​ 变量的指针就是变量的地址,当变量定义后,其指针(地址)是一个常量。

​ 可以定义一个变量专门来存放另一个变量的地址,这种变量我们称之为指针变量。在编译时同样分配一定字节的存储单元,未赋初值是,该存储单元内的值是随机的。

​ 指针变量定义的一般形式为:类型标识符 *变量名

​ 指针变量同样也可赋值:int i, *i_point;i_point = &i;

​ 也可以在定义指针变量时赋初值:int i; int *i_point = &i;

一个指针变量只能指向同一类型的变量。即整型指针变量只能放整型数据的地址,而不能放其他类型数据的地址。*在定义语句中只表示变量的类型是指针,没有任何计算意义。*在语句中表示“指向”。&表示“地址”

  1. 指针变量的引用

    指针变量只能存放地址,不要将非地址数据赋给指针变量。

    #include<iostream>
    using namespace std;
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        int a, b;
        int *p1, *p2;
        p1 = &a;
        p2 = &b;
        *p1 = 10;
        *p2 = 100;
        cout << a << '\t' << b << endl;
        cout << *p1 << '\t' << *p2 << endl;
        
        reutrn 0;
    }
    //绝不能对为赋值的指针变量作“指向”运算。
    

    ++,--,*优先级相同,都是右结合性。

    int a = 3, *p;

    p = &a;

    (*p)++;相当于a++。表达式位3,a = 4。

    a
    2000H 2004H 2008H
    3 5 7
    |
    &a
    p

    *p++首先*p,然后p = p + 1,指针指向下一个int单元,表达式为3,p = 2004H。

    ++*p ++(*p) *p = *p + 1 a = 4

    *++p *(++p),首先:p = p+1,然后取*p。即取p所指向的下一个int单元的内容,表达式为5,p = 2004H。

  2. 指针变量作为函数参数

    函数的参数可以是指针类型,它的作用是将一个变量的地址传送到另一个函数中。

    指针变量作为函数参数与变量本身作函数参数不同,变量作函数参数传递的是具体值,而指针作函数参数传递的是内存的地址。

    #include<iostream>
    using namespace std;
    
    void swapfunc(int *p1, int *p2)
    {
        int temp = 0;
        temp = *p1;
        *p1 = *p2;
        *p2 = temp;
    }
    
    int main()
    {
        int a, b;
        cout << "请输入a和b的值:";
        cin >> a >> b >> endl;
    	int *p1, *p2;
        p1 = &a;
        p2 = &b;
        
        if(a < b)
            swapfunc(p1, p2);
        cout << "a=" << a << "b=" << b << endl;
        cout << *p1 << "," << *p1 << endl;
        
        
        return 0;
    }
    
  3. 指向数组元素的指针变量的定义和赋值

    int a[10], *p;

    p=&a[0];(数组第一个元素的地址)

    p = a;(直接用数组赋值)(p是变量,a为常量。)

    若数组元素为int型,则指向其的指针变量也应定义为int型。

    int a[10];

    int *p = a; int *p = &a[0];

  4. 通过指针变量引用数组元素

    int a[10];

    int *p = a;//为指针变量赋值

    *p = 1;//通过指针变量为数组元素赋值 a[0] = 1

    C++规定,p + 1指向数组的下一个元素,而不是下一个字节

    *(p + 1) = 2;//a[1] = 2;

    *++p = 2; p = p + 1; *p = 2;

    #include<iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        int a[5] = {34,56,42,45,16};
        int *pa = a;
        
        cout << "a[0]" << *pa << endl;
        *pa = 59;
        cout << "a[0]" << *pa << endl;
        
        cout << "a[1]" << *(pa+1) << endl;
        
        cout <<"\n通过循环输出数组a元素值:\n";
        for(int i= 0; i < 5; i++)
            cout << *(pa + i) << endl;
        
        reutrn 0;
    }
    

指针引用

对变量取另外一个名字(外号),这个名字称为该变量的引用。

<类型> &<引用变量名> = <原变量名>;

其中原变量名必须是一个已定义过的变量。如:

int max;

int &refmax = max;

max = 5;

refmax = 10;

refmax = max + refmax;//refamx = 20

refmax并没有在内存中开辟单元,只是引用max的单元。max与refmax在内存中占用同一个地址,即同一地址两个名字

【对引用类型的变量,说明以下几点:】

  1. 引用在定义的时候要初始化。

    int &refmax;(错误,没有具体的引用对象)

    int &refmax = max;(max是已定义过的变量)

  2. 对引用的操作就是对被引用的变量的操作。

  3. 引用类型变量的初始化值不能是一个常数。

    如:int &refl = 5; (错误)。 int &ref = i;

  4. 引用同变量一样有地址,可以对其地址进行操作,即将其地址赋给一指针。

    int a , *p;

    int &m = a;

    p = &m;

    *p = 10;

  5. 可以用动态分配的内存空间来初始化一个引用变量。

    float &reff = *new float;//用new开辟一个空间,取一个别名reff

    reff = 200;//给空间赋值

    cout << reff;//输出200

    delete &reff;//收回这个空间

    这个空间只有别名,但是程序可以引用到。

    float *p, a;

    p = new float;

    float a = * new float;(错误)

  6. 指针与引用的区别:

    1. 指针是通过地址简介访问某个变量,而引用是通过别名直接访问某个变量。
    2. 引用必须初始化,而一旦初始化后不得再作为其它变量的别名。

    当&a的前面有类型符时(如 int &a),它必然是对引用的声明;如果前面无类型符(如cout << &a),则是取变量的地址。

    以下的声明是非法的:

    1. 企图建立数组的引用:int &a[9];
    2. 企图建立指向引用的指针:int &*p;
    3. 企图建立引用的引用:int & &px。
  7. 对常量(用const声明)的引用

    void main(void)

    {

    ​ const int &r = 8;//说明r为常量,不可赋值

    ​ cout << "r=" << r << endl;

    ​ //r+=15; 错误,r为常量,不可作赋值运算。

    }

  8. 引用与函数

    引用的用途主要是用来作函数的参数或函数的返回值。

    引用作函数的形参,实际上是在被调函数中对实参变量进行操作。

    void change(int &x, int &y)//x,y是实参a,b 的别名

    { int t; t = x; x = y; y = t;

    }

    void main(void)

    { int a = 3, b = 5;

    ​ change(a,b);//实参为变量

    ​ cout << a << '\t' << b << endl;

    }

  9. 函数的返回值为引用类型

    可以把函数定义为引用类型,这是函数的返回值即为某一变量的引用(别名),因此,它相当于返回了一个变量,所以可对其返回值进行赋值操作。这一点类同于函数的返回值为指针类型。

    #include<iostream>
    using namespace std;
    int a = 4;
    int & f(int x) //函数返回a的引用,即a的别名
    {
        a = a + x;
        return a;
    }
    int main(int argc, char* argv[])
    {
        int t = 5;
        cout << f(t) << endl;
        f(t) = 20;
        cout << f(t) << endl;
        t = f(t);
        cout << f(t) << endl;
        return 0;
    }
    

    一个函数返回应用类型,必须返回某个类型的变量。

    语句:getdata() = 8;

    就相当于int &temp = 8; temp = 8;

    注意:由于函数调用返回的引用类型是在函数运行结束后产生的,所以函数不能返回自动变量和形参。返回的变量的引用,这个变量必须是全局变量或静态局部变量,即存储在静态区中的变量。

    ​ 我们都知道,函数作为一种程序实体,它有名字、类型、地址和存储空间,一般说来函数不能作为左值(即函数不能放在赋值号左边)。但如果将函数定义为返回引用类型,因为返回的是一个变量的别名,就可以将函数放在左边,即给这个变量赋值。

  10. const类型变量

    当用const限制说明符时,表示所说明的数据类型为常量类型。可分为const型常量和const型指针。

    可用const限制定义标识符量,如:

    const int MaxLine = 1000;

    const float Pi = 3.1415926

    用const定义的标识符常量时,一定要对其初始化。在说明时进行初始化时对这种常量置值的唯一方法,不能用赋值运算符对这种常量进行赋值。如:MaxLine = 35;

    const型指着

    1. 禁写指针

      声明语句格式:数据类型 * const 指针变量名

      如:int r = 6; int *const pr = &r;

      则指针pr被禁写,即pr将始终指向一个地址,成为一个指针常量。它将不能再作为左值而放在赋值号的左边。

      同样,禁写指针一定要在定义的时候赋初值。虽然指针被禁写,但其简介引用并别有被禁写。即可以通过pr对r赋值。*pr = 8;

    2. 禁写间接引用

      声明语句格式如下:const 数据类型 *指针变量名;

      所声明的指针指向一禁写的实体,即间接引用不能别改写。如:const int *p;所以程序中不能出现诸*p=的语句,但指针p并未被禁写,因此可对指针p进行改写。

      #include<iostream>
      using namespace std;
      
      int main(int arge, char* argv[])
      {
          int a = 3, b = 5;
          const int* pa = &b;//可以不赋初值
          pa = &a;//指针变量可以重新赋值
          cout << *pa << endl;//输出3
          //*pa = 10;//非法,指针指向的内容不能赋值
          a = 100;//变量可以重新赋值
          cout << *pa << endl;//输出100
          
          return 0;
      }
      //即不可以通过指针对变量重新赋值
      
    3. 禁写指针又禁写简介引用

      将上面两种情况结合起来,声明语句为下面的格式

      const 数据类型 *const 指针变量名

      如:const int * const px = &x;

      说明:px是一个指针常量,它指向一禁写的实体,并且指针本身也被禁写。

      诸如:px= *px= 此类的语句都是非法的。

      在定义时必须赋初值。

C++类与对象(一)

面向对象知识

​ 面向对象(Obiect Oriented)是软件开发方法,一种编程范式。面向对象的概念和应用已超越了程序设计和软件开发,扩展到如数据库系统、交互式界面、应用结构、应用平台、分布式系统、网络管理结构、CAD技术、人工智能等领域。面向对象是一种对现实世界理解和抽象的方法,是计算机编程技术发展到一定阶段后的产物。

​ 面向对象是相对于面向过程来讲的,面向对象方法,把相关的数据和方式组织为一个整体开看待,从更高的层次来进行系统建模,更贴近事务的自然运行模式。

  1. 基本思想

    ​ 面向对象编程(Object Oriented Programming,OOP,面向对象程序设计)的主要思想是把构成问题的各个事务分解成各个对象,建立对象的目的不是为了完成一个步骤,而是为了描述一个事务在整个解决问题的步骤中的行为。面向对象程序设计中的概念主要包括:对象、类、数据抽象、继承、动态绑定、数据封装、多态性、消息传递。通过这些概念面向对象的思想得到了具体的体现。

  2. 程序设计语言

    1. 选择面向对象语言

      ​ 采用面向对象方法开发软件的基本目的和主要优点是通过重用提高软件的生产率。因此,应该优先选用能够更完善、最准确地表达问题域语义的面向对象语言。

      ​ 在选择编程语言时,应该考虑的其它因素还有:对用户学习面向对象分析、设计和编码技术所能提供的培训操作;在使用这个面向对象语言期间能提供的技术支持;能提供给开发人员使用的开发工具、开发平台,对机器性能和内存的需求,集成已有软件的容易程度。

    2. 程序设计风格

      提高重用性、提高可扩充性、提高健康性。

  3. 类的实现

    ​ 在开发过程中,类的实现是核心问题。在用面向对象风格所写的系统中,所有的数据都被封装在类的实例中。而整个程序则被封装在一个更高级的类中。在使用既存部件的面向对象系统中,可以只花费少量时间和工作量来实现软件。只要增加类的实例,开发少量的新类和实现各个对象之间互相通信的操作,就能建立需要的软件。

  4. 应用系统的实现

    ​ 应用系统的实现是所有的类都被实现之后的事。实现一个系统是一个比用过程性方法更简单、更简短的过程。有些实例将在其他类的初始化过程中使用。而其余的则必须用某种主过程显式地加以说明,或者当作系统最高层的类的表示的一部分。

    ​ 在C++和C中有一个main()函数,可以使用这个过程来说明构成系统主要对象的那些类的实例

  5. 面向对象测试

    1. 算法层
    2. 类层(测试封装在同一个类中的所有方法和属性之间的相互作用)
    3. 模板层(测试一组协同工作的类之间的相互作用。)
    4. 系统层(把各个子系统组装成完整的面向对象软件系统,在组装过程中同时进行测试)

类与对象知识

  1. 【案例分析】

    • 按钮对象:

      按钮的内容、大小,按钮的字体、图案等等

      针对按钮的各种操作,创建、单击、双击、拖动等

    • 班级对象:

      班级的静态特征,所属的系和专业、班级的人数,所在的教室等。这种静态特征称为属性;

      班级的动态特征,如学习、开会、体育比赛等,这种动态特征称为行为。

    任何一个对象都应当具有这两个要素,一是属性(attribute);二是行为(behavior),即能根据外界给的信息进行相应的操作。对象是有一组属性和一组行为构成的。

    面向对象的程序设计采用了以上人们所熟悉的这种思路。使用面向对象的程序设计方法设计一个复杂的软件系统时,首要的问题是确定该系统是由哪些对象组成的,并且设计这些对象。在C++中,每个对象都是由数据和函数(即操作代码)这两部分组成的。

    程序设计者的任务包括两个方面:一是设计所需的各种类和对象,即决定把哪些数据和操作封装在一起;二是考虑怎样向有关对象发送消息,以完成所需的任务。各个对象的操作完成了,整体任务也就完成了。

    因此人们设想把相关的数据和操作放在一起,形成一个整体,与外界相对分割。这就是面向对象的程序设计中的对象。

    在面向过程的结构化程序设计中,人们常使用这样的公式来表述程序:程序 = 算法 + 数据结构。

    面向对象的程序组成:对象 = 算法 + 数据结构; 程序 = (对象 + 对象 + 对象 + …… )+ 消息消息的作用就是对对象的控制

    程序设计的关键是设计好每一个对象以及确定向这些对象发出的命令,使各对象完成相应的操作。

    每一个实体都是对象。有一些对象是具有相同的结构和特性的。每个对象都属于一个特定的类型。在C++中对象的类型称为类(class)。类代表 某一批对象的共性和特性。类是对象的抽象,而对象是类的具体实例(instance)。

  2. 【类的定义】

    类是一种复杂的数据类型,它是将不同类型的数据和与这些数据相关的运算封装在一起的几何体。

    类将一些数据及与数据相关的函数封装在一起,使类中的数据得到很好的“保护”。在大型程序中不会被随意修改。

    类的定义格式:

    class 类名

    { private(私有):

    ​ 成员数据;

    ​ 成员函数;

    ​ public(共有):

    ​ 成员数据;

    ​ 成员函数;

    ​ protected(保护):

    ​ 成员数据;

    ​ 成员函数;

    };分号不能少

    #include<iosteam>
    using namespace std;
    
    class CStudent
    {
    public://公用成员
        void InputData();
        {
            cout << "\n\n请输入学号:";
            cin >> sno;
            cout << "请输入姓名:";
            cin >> sname;
            cout << "请输入分数:";
            cin >> dscore;
        }
        void OutputData();
        
        double daverage;//平均分
        
    private://私有成员
        int sno;//学号
        char sname[10];//姓名
        double dscore;//分数
        
    protected: //保护成员
    };
    
    CStudent stu2;//声明的全局对象
    
    inline void CStudent::OutputData()
    {
    	cout << "\n\n学生数据信息如下:" << endl;
        cout << "学号:" << sno << endl;
        cout << "姓名:" << sname << endl;
        cout << "分数:" << dscore << endl;
    }
    
    void testfunc()
    {
    	stu2.daverage = 100;
        cout << "小明的平均分为:" << stu2.daverage << endl;
    }
    
    
    int main()
    {
        CStudent stu1;
        stu1.InputData();//调用输入函数为私有成员赋值
        stu1.OutputData();//调用输出函数将数据信息输出
        
        stu1.daverage = 100;
        
        testfunc();
    
        return 0;
    }
    

    ​ 用关键字priviate限定的成员称为私有成员,对私有成员限定在该类的内部使用,即只允许该类中的成员函数使用私有的成员数据,对于私有的成员函数,只能被该类内的成员函数调用;类就相当于私有成员的作用域。

    ​ 用关键字public限定的成员称为公有成员,公有成员的数据或函数不受类的限制,可以在类内或类外自由使用;对类而言是透明的。

    ​ 而用关键字protected所限定的成员称为保护成员,只允许在类内及该类的派生类中使用保护的数据或函数。即保护成员的作用域是该类及该类的派生类。

    私有函数 公有函数 保护函数
    类内函数 可以调用 可以调用 可以调用
    类外函数 不可调用 可以调用 不可调用

    每一个限定词(private等)在类体中可使用多次。一旦使用了限制词,该限制词一直有效,直到下一个限制词开始为止。

    如果未加说明,类中的成员默认的访问权限是private,即私有的。

    【在类体外定义成员函数的格式:】

    <type> <class_name>::<func_name>(<参数表>)

    {

    ……//函数体

    }

  3. 【内联函数】

    ​ 当我们定义一个类时,可以在类中直接定义函数体。这时成员函数在编译时是作为内联函数来实现的。

    ​ 同时,我们也可以在类外定义类的内联成员函数,在类体内说明函数,在类外定义时,在成员函数的定义前面加上关键字inline。

  4. 【对象及使用】

    ​ 一个对象的成员就是该对象的类所定义的成员,有成员数据和成员函数,引用时同结构体变量相似,用"."运算符。

    ​ 用成员选择运算符"."只能访问对象的公有成员,而不能访问对象的私有成员或保护成员。若要访问对象的私有数据成员,只能通过对象的公有成员函数来获取。

  5. 【类作用域、类类型的作用域和对象的作用域】

    类体的区域称为类作用域。类的成员函数与成员数据,其作用域都是属于类的作用域,仅在该类的范围内有效,故不能在主函数中直接通过函数名和成员名来调用函数。

    类类型的作用域:在函数定义之外定义的类,其类名的作用域为文件作用域;而在函数体内定义的类,其类名的作用域为块作用域。

    对象的作用域与前面介绍的变量作用域完全相同,全局对象、局部对象、局部静态对象等。

    #include<iostream>//局部静态对象
    using namesapce std;
    
    int cout_func()
    {
    	static int x = 0;
        return ++x;
    }
    
    int main()
    {
    	for(int i = 0; i < 10; i++)
            cout << "调用计数函数:" << endl;
        cout << "\n";
        
        return 0;
    }
    
    

C++类与对象(二)

类的嵌套

在定义一个类时,在其类体中又包含了一个类的完整定义,称为类的嵌套。类时允许嵌套定义的。

#include<iosteam>
using namespace std;

class CC1
{
    public:
    	int x;
    	void Func();
    	class CC2
        {
            public:
            	int x;
            	void Fuc();
        }objc;
};

class CA
{
    class CB
    {
        int i, j;//类CB包含在类CA中,为嵌套类
        public:
            void setijfunc(int m, int n)
        {
            i = m;
            j = n;
        }
    };
    float x, y;
    public:
    	CB cb1, cb2;//嵌套类的对象
    	void setxyfunc(float a, float b){
            x = a;
            y = b;
        }
    	void printfunc(){
            cout << "x =" << x << endl;
            cout << "y =" << y << endl;
        }
}

void CC1::Func()
{
    x = 3000;
    cout << "x=" << x << endl;
}

void CC1::CC2::Func()
{
    x = 40000;
    cout << "x=" << x << endl;
}

int main()
{
    class CC1 obj;
    obj.Func();
    obj.objc.Func();
    
    cout << "\n\n";
    cout << "2:x=" << obj.x << endl;
    cout << "2:x=" << obj.objc.x << endl;
    
	return 0;
}

对象引用私有数据成员

  1. 通过公有函数为私有成员赋值
  2. 利用指针访问私有数据成员
  3. 利用函数访问私有数据成员
  4. 利用引用访问私有数据成员
#include<iostream>
using namespace std;

//1,通过公有函数为私有成员赋值
class CTest{
    int x,y;
    public:
    void setxy(int a, int b)
    {
        x = a;
        y = b;
    }
    void display()
    {
        cout << "x=" << x << ",y=" << y << endl;
    }
};

int main()
{
    CTest obj1;
    obj1.setxy(25,69);
    obj1.diaplay();
    
    reuturn 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;

//2,通过指针访问私有数据成员
class CTest{
    int x,y;
    public:
    void setxy(int a, int b)
    {
        x = a;
        y = b;
    }
    void display()
    {
        cout << "x=" << x << ",y=" << y << endl;
    }
    
    void getxy(int *px, int *py)//提取x,y的值
    {
        *px = x;
        *py = y;
    }
};

int main()
{
    CTest obj1;
    obj1.setxy(100,455);
    obj1.diaplay();
    
    int m, n;
    obj.getxy(&m, &n);//将m = x, n = y
    cout << "\nm=" << m << "n=" << n << ednl;
    
    reuturn 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;

//3,通过函数访问私有数据成员
class CTest{
    int x,y;
    public:
    void setxy(int a, int b)
    {
        x = a;
        y = b;
    }
    void display()
    {
        cout << "x=" << x << ",y=" << y << endl;
    }
    
    int getx()
    {
        return x;
    }
    int gety()
    {
        return y;
    }
};

int main()
{
    CTest obj1;
    obj1.setxy(567,345);
    obj1.diaplay();
    
    cout<<"\nx=" << obj1.getx() << "y=" << obj.gety() << endl;
    
    reuturn 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;

//4.通过引用访问私有数据成员
class CTest{
    int x,y;
    public:
    void setxy(int a, int b)
    {
        x = a;
        y = b;
    }
    void display()
    {
        cout << "x=" << x << ",y=" << y << endl;
    }
    
    void getxy(int &px, int &py)
    {
        px = x;
        py = y;
    }
};

int main()
{
    CTest obj1;
    obj1.setxy(567,345);
    obj1.diaplay();
    
    int m, n;
    obj1.getxy(m,n);
    cout << "\nm=" << m <<",n=" << n << endl;
    
    reuturn 0;
}

成员函数重载

类中的成员函数与前面介绍的普通函数一样,成员函数可以带有缺省的参数,也可以重载成员函数。重载时,函数的形参必须在类型或数目上不同。

#include<iostream>
using namespace std;

class CTest
{
    int x, y;
    int m, n;
public:
    void setxy(int a, int b)
    {
        x = a;
        y = b;
    }
    
    void setxy(int a, int b, int c, int d)
    {
        x = a;
        y = b; 
        m = c;
        n = d;
    }
    
    void dispxymn(int x)
    {
        cout << x << "," << y << endl;
    }
    void dispxy()
    {
        cout << x << "," << y << "," << m "," << n << endl;
    }
};

int main()
{
    CTest obj1, obj2;
    obj1.setxy(10,30);
    obj2.setxy(10,23,45,67);
    
    obj1.dispxy(666);
    obj2.dispxy();
    
    return 0;
}


//指针引用对象
#include<iostream>
using namespace std;

class CTest
{
public:
    double sum()
    {
        return x + y;
    }
    void setxy(double a, double b)
    {
        x = a;
        y = b;
    }
    void dispxy()
    {
        cout << "x=" << x << ",y=" << y << endl;
    }
    
private:
    int x, y;    
};

int main()
{
	CTest obj1, obj2;
    
    CTest *pobj;
    pobj = & obj1;
    
    pobj->setxy(2.4,4.6);
    pobj->dispxy();
    
    cout << "x + y" << pobj->sum() << endl;
    
    return 0; 
}

this指针

不同对象占据内存中不同区域,它们所保存的数据各不相同,但对成员数据进行操作的成员函数的程序代码均是一样的。

当对一个对象调用成员函数时,编译程序先将对象的地址赋给this指针,然后调用成员函数,每次成员函数存取数据成员时,也隐含使用this指针。

#include<iostream>
using namespace std;

class CTest
{
    private:
    int x;
    public:
    int get() const{
        return x;
    }
    void set(int x){
        this->x = x;
        cout << "this指针存储的内存地址为:" << this << endl;
    }
}

int main()
{
    CTest obj;
    obj.setx(888);
    cout << "对象obj在内存的地址为:" << &obj << endl;
    cout << "对象obj所保存的值为:" << obj.getx() << endl;
    
    return 0;
}

类的其它特性

静态成员函数

通常,每当声明一个对象时,把该类中的有关成员数据拷贝到该对象中,即同一类的不同对象,其成员数据之间是相互独立的。

当我们将类的某一个数据成员的存储类型指定为静态类型时,则由该类所产生的所有对象,其静态成员均共享一个存储空间,这个空间是在编译的时候分配的。换而言之,在说明对象时,并不为静态类型的成员分配空间。

在类定义中,用关键字static修饰的数据成员称为静态数据成员。

class A{
int x,y;

static int z;

public:

void setxy(int a, intb)

{x = a; y = b;}};

A a1, a2;

【有关静态数据成员的使用,说明以下几点】

  1. 类的静态数据成员是静态分配存储空间的,而其它成员是动态分配存储空间的(全局变量除外)。当类中没有定义静态数据成员时,在程序执行期间遇到说明类的对象时,才为对象的所有成员依次分配存储空间,这种存储空间的分配是动态的;而当类中定义了静态数据成员时,在编译时,就要为类的静态数据成员分配存储空间。
  2. 必须在文件作用域中,对静态数据成员作一个且只能作一次定义性说明。因为静态数据成员在定义性说明时已分配了存储空间,所以通过静态数据成员名前加上类名和作用域运算符,可直接引用静态数据成员。在C++中,静态变量缺省的初值为0,所以静态数据成员总有唯一的初值。当然,在对静态数据成员作定义性的说明时,也可以指定一个初值。
  3. 静态数据成员具有全局变量和局部变量的一些特性。静态数据成员与全局变量一样都是静态分配存储空间的,但全局变量在程序中的任何位置都可以访问它,而静态数据成员受到访问权限的约束。必须是public权限时,才可能在类外进行访问。
  4. 为了保持静态数据成员取值的一致性,通常在构造函数中不给静态数据成员置初值,而是在对静态数据成员定义性说明时指定初值。
#include<iostream>
using namespace std;

class CTestA{
public:
    CTestA(int a, int b, int c, int d)
    {
        i = a;
        j = b;
        x = c;
        y = d;
    }
    
    void dispijxy()
    {
        cout << "\ni=" << i << ",j=" << j << ",x=" << x << ",y=" << y << endl;
    }
    
private:
    int i, j;
    static int x, y;
};

//静态成员定义性说明
int CTest::x = 0;
int CTest::y = 0;

int main()
{
    CTestA obj1(10,20,30,40);
    obj1.dispijxy();

	return 0;
}


#include<iostream>
using namespace std;

class CTest
{
public:
    CTest(int x = 0)
    {
        i = x;
        icount++;
    }
    void disp()
    {
        cout << "i=" << i << ",icout=" << icout << endl;
    }
private:
    int i;
    static int icount;
}

int CTest::icount = 0;

int main()
{
    CTest obj1[100];
    CTese obj2[10];
    obj1->disp();
    
    return 0;
}

【静态成员函数】

可以将类的成员函数定义为静态的成员函数。即使用关键字static来修饰成员函数。

class A

{

​ float x,y;

public:

​ A(){}
​ static void sum(void){……}

}

对静态成员函数的用法说明以下几点:

  1. 与静态数据成员一样,在类外的程序代码中,通过类名加上作用域操作符,可直接调用静态成员函数。
  2. 静态成员函数只能直接使用本类的静态数据成员或静态成员函数,但不能直接使用非静态的数据成员(可以引用使用)。这是因为静态成员函数可被其它程序代码直接调用,所以,它不包含对象地址的this指针。
  3. 静态成员函数的实现部分在类定义之外定义时,其前面不能加修饰词static。这是由于关键字static不是数据类型的组成部分,因此,在类外定义静态成员函数的实现部分时,不能使用这个关键字。
  4. 不能把静态成员函数定义为虚函数。静态成员函数也是在编译时分配存储空间,所以在程序的执行过程中不能提供多态性。
  5. 可将静态成员函数定义为内联的(inline),其定义方法与非静态成员函数完全相同。
#include<iostream>
using namespace std;

class CTest
{
public:
    CTest(int a)
    {
        x = a;
        y = y + x;
    }
    static void disp(CTest obj)
    {
        cout << "x=" << obj.x << ",y=" << y << endl;
    }
private:
    int x;
    static int y;//静态数据成员
}

int CTest::y = 10;

int main()
{
	CTest obj1(5),obj2(10);
    
    CTest::disp(obj1);
    CTest::disp(obj2);
    
    CTest* pobj;
    pobj= &obj1;
    pobj->disp(obj1);

	return 0;
}

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,你必须在使用指针之前,对指针进行初始化。

构造函数-析构函数-拷贝构造函数

构造函数

构造函数和析构函数是在类体中说明的两种特殊的成员函数。构造函数是在创建对象时,使用给定的值来将对象初始化。

析构函数的功能刚好相反,是在系统释放对象前,对对象作一些善后工作。构造函数可以带参数,可以重载,同时没有返回值。

构造函数时类的成员函数,系统约定构造函数名必须与类名相同。构造函数提供了初始化对象的一种简单的方法。

#include<iostream>
using namespace std;

class CTestA
{
public:
    CTestA(int a, int b)
    {
        x = a;
        y = b;
        cout << "x=" << x << "," << "y=" << y << endl << endl;
    }
    CTestA(int a)
    {
        cout << "a=" << a << endl << endl;
    }
    
    int sumxy()
    {
        return x + y;
    }
private:
    double x, y;
    
};

int main()
{
    CTestA obja(56,90);//只要程序运行,自动会初始化构造函数(自己会找到带有两个参数的构造函数)
    cout << "x + y = " << obja.sumxy() << endl;
    
    CTestA objb(30000);

	return 0;
}

【对构造函数,说明以下几点:】

  1. 构造函数的函数名必须与类名相同。构造函数的主要作用是完成初始化对象的数据成员以及其它的初始化工作。

  2. 在定义构造函数时,不能指定函数的返回值的类型,也不能指定为void类型。

  3. 一个类可以定义若干个构造函数。当定义多个构造函数时,必须满足函数重载的原则。

  4. 构造函数可以指定参数的缺省值。

  5. 若定义的类要说明该类的对象时,构造函数必须是公有的成员函数。如果定义的类仅用于派生类时,则可将构造函数定义为保护函数。

    由于构造函数属于类的成员函数,它对私有数据成员、保护的数据成员和公有数据成员均能进行初始化。

​ 对局部对象,静态对象,全局对象的初始化。对于局部对象,每次定义对象时,都要调用构造函数。对于静态对象,是在首次定义对象时,调用构造函数的,且由于对象一直存在,只能调用一次构造函数。

​ 对于全局对象,是在main函数执行之前调用构造函数的。

#include<iosteam>
using namespace std;

class CTestA
{
public:
    CTestA()
    {
        x = 0;
        y = 0;
        cout << "初始化静态局部变量。" << endl;
    }
    CTestA(double a)
    {
        x = a;
        y = 0;
        cout << "初始化全局对象数据。" << endl;
    }
    CTestA(double a, double b)
    {
        x = a;
        y = b;
        cout << "初始化局部对象数据。" << endl;
    }
private:
    double x, y;
};

CTestA objb(88,8); //全局对象初始化优先级最高,排行在第一

void FuncTest()
{
    cout << "程序开始进入FuncTest()函数。\n\n";
    CTestA objc(10, 20);
    static CTestA objd;//初始化局部静态对象。
}

int main()
{
    cout << "\n程序开始执行——>main()函数\n\n";
    CTestA obja(4.5 , 6.5);//定义局部对象
    
    FuncTest();

	return 0;
}

【缺省的构造函数】

在定义类时,若没有定义类的构造函数,则编译器自动生成一个缺省的构造函数,其格式为:

className::className(){}

缺省的构造函数并不对所产生对象的数据成员赋初值;即新产生对象的数据成员的值是不确定的。

【说明:】

  1. 在定义类时,只要显示定义了一个类的构造函数,则编译器就不产生缺省的构造函数。
  2. 所有的对象在定义时,必须调用构造函数
  3. 在类中,若定义了没有参数的构造函数,或各参数均有缺省值的构造函数也称为缺省的构造函数,缺省的构造函数只能有一个
  4. 产生对象时,系统必定要调用构造函数。所以任一对象的构造函数必须唯一。
#include<iostream>
using namespace std;

class CTestA
{
public:
    CTestA()
    {
        cout << "\n调用缺省构造函数。\n\n";
    }
    void setxy(int a, int b)
    {
        x = a;
        y = b;
    }
    void disp()
    {
        cout << "x=" << x << "," << "y=" << y << endl;
    }
private:
	double x, y;
}

int main()
{
    CTestA obja, objb;//产生对象时候,自动调用缺省的构造函数,不赋值。
    obja.setxy(4,7);
    cout << "obja对象结果为:\n";
    cout << obja.disp() << endl;
    
    cout << "objb对象结果为:\n";
    cout << objb.disp() << endl;
    
	retrun 0;
}

【构造函数与new运算符】

​ 可以使用new运算符来动态建立对象。建立时要自动调用构造函数,以便完成初始化对象的数据成员。最后返回这个动态对象的起始地址。

​ 用new运算符产生的动态对象,在不在使用这种对象时,必须用delete运算符来释放对象所占用的存储空间。

​ 用new建立类的对象时,可以使用参数初始化动态空间。

#include<iostream>
using namespace std;

class CTestA
{
public:
    CTestA()//缺省构造函数
    {
        x = 0;
        y = 0;
        cout << "调用缺省构造函数" << end;
    }
    CTestA(double a, double b)//带参的构造函数
    {
        x = a;
        y = b;
        cout << "调用带参数的构造函数"
    }
    
    void dispxy()
    {
        cout << "x=" << x << "," << "y=" << y << endl;
    }
private:
    double x, y;
};

int main()
{
    CTestA* pobja, *pobjb;//创建两个对象指针
    
    pobja = new CTestA;//用new动态开辟存储空间,调用缺省构造函数
    pobjb = new CTestA(200, 800);//用new动态开辟对象存储空间,调用带参构造函数
    
    pobja->dispxy();
    pobjb->dispxy();
    
    delete pobja;
    delete pobjb;
}

析构函数

析构函数的作用与构造函数正好相反,是在对象的生命周期结束时,释放系统为对象所分配的空间,即要撤消一个对象。

析构函数也是类的成员函数,定义析构函数的格式为:

ClassName::~ClassName()

{

​ ……;//函数体

}

#include<iostream>
using namespace std;

class CTestA
{
public:
    CTestA()
    {
        x = 0; 
        y = 0;
        cout << "调用缺省的构造函数" << endl;
    }
    CTestA(double a, double b)
    {
        x = a;
        y = b;
        cout << "调用带参的构造函数" << endl;
    }
    ~CTestA()
    {
        cout << "调用析构函数:" << endl;
    }
private:
    double x, y;
};

int main()
{
    CTestA obj1;
    CTestA obj2(4.5, 3.6);
    CTestA obj3(35,78);
    
    return 0;
}

【析构函数的特点如下:】

  1. 析构函数时成员函数,函数体可以写在类体内,也可写在类体外。

  2. 析构函数是一个特殊的成员函数,函数名必须与类名相同,并在其前面加上字符“~”,以便和构造函数名想区别。

  3. 析构函数不能带有任何参数,不能有返回值,不指定函数类型。

  4. 一个类中,只能定义一个析构函数,析构函数不允许重载。

  5. 析构函数是在撤消对象时有系统自动调用的。

    在程序的执行过程中,当遇到某一对象的生存期结束时,系统自动调用析构函数,然后再收回为对象分配的存储空间。

在程序的执行过程中,对象如果用new运算符开辟了空间,则在类中应该定义一个析构函数,并在析构函数中使用delete删除由new分配的内存空间。因为在撤消对象时,系统自动收回对象所分配的存储空间,而不能自动收回有new分配的动态存储空间。

【缺省的析构函数】

​ 若在类中定义中没有显示地定义析构函数时,则编译器自动地产生一个缺省的析构函数,其格式为:

ClassName::~ClassName(){};

​ 任何对象都必须有构造函数和析构函数,但在撤消对象时,要释放对象的数据成员用new运算符分配的动态空间,必须显示地定义析构函数。

#include<iostream>
using namespace std;

class CTestA
{
public:
    CTestA()
    {
        cout << "\n调用构造函数CTestA::CTestA()" << endl;
        pc = new int(10000);
        cout << %pc << endl;
    }
    ~CTestA()
    {
        delete pc;
        cout << "调用析构函数:" << endl;
    }
private:
    int *pc;
};

int main()
{
    CTestA *p1 = new CTestA;
    CTestA *p2 = (CTestA*)malloc(sizeof(CTestA));
    
    delete p1;//动态归还堆的空间
    free(p2);
    
    return 0;
}

【实现类型转换地构造函数】

​ 同类型的对象可以相互赋值,相当于类中的数据成员相互赋值;

​ 如果直接将数据赋给对象,所赋入的数据需要强制类型转换,这种转换需要调用构造函数。

#include<iostream>
using namespace std;

class CTestA
{
public:
    CTestA(double a, double b)
    {
        x = a;
        y = b;
        cout << "调用带参的构造函数" << endl;
    }
    ~CTestA()
    {
        cout << "调用析构函数:" << endl;
    }
    
    void diapxy()
    {
        cout << "x=" << x << "," << "y=" << y << endl;
    }
private:
    double x, y;
};

int main()
{
    CTestA obj1(2,3);
    obj1.dispxy();
    
    obj1 = CTestA(90, 20);
    obj1.dispxy();
    
    return 0;
}

拷贝构造函数

​ 拷贝构造函数,又称为复制构造函数,是一种特殊的构造函数,它是由编译器用来完成一些基于用一类的其它对象的构建及初始化。其形参必须是引用,但并不限制为const,一般普通的会加上const限制。此函数经常用在函数调用时用户定义类型的值传递及返回。拷贝构造函数要调用基类的拷贝构造函数和成员函数。如果可以的话,它将常量方式调用,另外,也可以以用非常量方式调用。

​ 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:

  • 通过使用另一个同类型的对象来初始化新创建的对象;

  • 复制对象把它作为参数传递给函数

  • 复制对象,并从函数返回这个对象。

    如果类中没有定义拷贝构造函数,编译器会自行定义一个。如果类中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

    }

#include<iosteam>
using namespace std;

class CTestA
{
private:
    int *ptr;
public:
    CTestA(int a);//构造函数
    CTestA(const CTestA & obj);//拷贝构造函数
    ~CTestA();//析构函数
    
    int getptr()
    {
        return *ptr;
    }
};

CTestA::CTestA(int a)//构造函数
{
    cout << "调用构造函数" << endl;
    //为指针分配内存空间
    ptr = new int;
    *ptr = a;
}

CTestA::CTestA(const CTestA & obj)//拷贝构造函数
{
    cout << "调拷贝构造函数并为指针ptr分配内存空间.\n";
    ptr = new int;
    *ptr = *obj.ptr;//拷贝值
}

CTestA::~CTestA()//析构函数
{
    cout << "释放内存空间" << endl;
    delete ptr;
}

void dispptr(CTestA obj)
{
    cout << "ptr值为:" << obj.getper() << endl;
}

int main()
{
    CTestA obj(5000);
    dispptr(obj);
    
    return 0;
}

C++友元与动态内存

友元

​ 友元是一种定义在类外部的普通函数或类,但它需要在类体内进行说明,为了与该类的成员函数加以区别,在说明前面加以关键字friend。友元不是成员函数,但是它可以访问类中的私有成员。

​ 类具有封装和信息隐藏的特性。只有类的成员才能访问类的私有成员,程序中的其他函数是无法访问私有成员的。非成员函数可以访问类中的公有成员,但是如果将数据成员都定义为公有的,这又破坏了隐藏的特性。另外,应该看到在某些情况下,特别是在对某些成员函数多次调用时,由于参数传递,类型检查和安全性检查等都需要时间开销,而影响程序的运行效率。

目的:提高程序的运行效率

缺点:破坏了类的封装性和隐藏性

  1. 友元函数

    类中私有和保护成员在类外不能被访问。友元函数是一种定义在类外部的普通函数,其特点是能够访问类中私有成员和保护成员,即类的访问权限的限制对其不起作用。

    友元函数需要在类体内进行说明,在前面加上关键字friend。

    一般格式为:

    friend <type> FuncName(<args>);

    friend float Func(Student &a);

    ​ 友元函数不是成员函数,用法也与普通的函数完全一致,只不过它能访问类中所有的数据。友元函数破坏了类的封装和隐蔽性,使得非成员函数可以访问类的私有成员。

    一个类的友元可以自由地用该类中的所有成员。

    【有关友元函数的使用,说明如下:】

    友元函数不是类的成员函数

    友元函数近似于普通的函数,它不带有this指针,因此必须将对象名或对象的引用作为友元函数的参数,这样才能访问到对象的成员。

    #include<iostream>
    using namespace std;
    
    class CTestFriend
    {
    public:
        CTestFrined()//默认的构造函数
        {
            cout << "调用默认的构造函数CTestFriend::CTestFriend().\n";
        }
        
        CTestFriend(float a, float b)//带有参数的构造函数
        {
            x = a;
            y = b;
            cout << "x=" << x << "," << "y=" << y << endl;
        }
        
        int mulxy()//普通成员函数
        {
            return x*y;
        }
        
        friend int sumxy(CTestFriend &obj);//这是友元函数 访问私有成员和保护成员
    
    private:
        int x, y;
    };
    
    int sumxy(CTestFriend &obj)
    {
        return obj.x + obj.y;
    }
    int main()
    {
        CTestFriend obj1;
        CTestFriend obj2(45,23);
        cout << "两个数字之积为:" << obj2.mulxy() << endl;
        cout << "两个数字之和为:" << sumxy(obj2) << endl;
    
    	return 0;
    }
    

    友元函数与一般函数不同点在于

    1. 友元函数必须在类的定义中说明,其函数体可以类内定义,也可在类外定义;

    2. 它可以访问该类中的所有成员(公有的、私有的和保护的),而一般函数只能访问类中的公有成员。

      友元函数不受类中访问权限关键字的限制,可以把它放在类的私有部分,放在类的公有部分或放在类的保护部分,其作用都是一样的。换言之,在类中对友元函数指定访问权限是无效的。

      友元函数的作用域与一般函数的作用域相同,谨慎使用友元函数。通常使用友元函数来取对象中的数据成员值,而不修改对象中的成员值,则肯定是安全的。

    #include<iostream>
    using namespace std;
    
    class CTestFriend
    {
    public:
        CTestFrined()//默认的构造函数
        {
            cout << "调用默认的构造函数CTestFriend::CTestFriend().\n";
        }
        
        CTestFriend(int a, int b)//带有参数的构造函数
        {
            x = a;
            y = b;
            cout << "x=" << x << "," << "y=" << y << endl;
        }
        
        int getx()//普通成员函数
        {
            return x;
        }
        
        int gety()//普通成员函数
        {
            return y;
        }
        
        int sum()//普通成员函数
        {
            return x + y;
        }
        
        friend int sum(CTestFriend &obj);//这是友元函数 访问私有成员和保护成员
    
    private:
        int x, y;
    };
    
    int sum(CTestFriend &obj)
    {
        return obj.x + obj.y;
    }
    
    int sumxy(CTestFriend &obj)
    {
        return obj.getx() + obj.gety();
    }
    
    int main()
    {
        CTestFriend obj1(1,2);
        CTestFriend obj2(100,200);
        CTestFriend obj2(200,300);
        
        cout << "\nobj1.sum():" << obj1.sum() << endl;
        cout << "\nobj2.sum():" << sum(obj2) << endl;
        cout << "\nobj3.sum():" << sumxy(obj3) << endl;
    
    	return 0;
    }
    
  2. 友元类

    ​ 友元除了函数以外,即一个类可以作另一个类的友元。当一个类作为另一个类的友元时,这就意味着这个类的所有成员都是另一个类的友元函数,都可以访问另一个类中的隐藏信息(包括私有成员和保护成员)

    ​ 定义友元类的语句格式如下:friend class 类名(即友元类的类名);

    【注意事项:】

    1. 友元关系不能被继承。
    2. 友元关系是单向,不具有交换性。若类B是类A的友元,类A不一定是类B的友元,要看在类中是否有相关的声明。
    3. 友元关系不具有传递性。若类B是类A的友元,类C是类B的友元,类C不一定是类A的友元,同样要看类中是否有相应的声明。
    #include<iostream>
    using namespace std;
    
    class CTestFclass
    {
    public:
        CTestFclass(double x, double y)
        {
            x = a;
            y = b;
        }
        
        double getx()
        {
            return x;
        }
        double gety()
        {
            return y;
        }
        
        friend class CTestFClassB;//定义类CTestFclassB为类CTestFclass友元
        
    private:
        double x, y;
    };
    
    class CTestFClassB
    {
    public:
        CTestFClassB(int n = 1)
        {
            k = n;
        }
        
        void disp(CTestFClass &obj)
        {
            cout << obj.x + obj.y + k << endl;
        }//求类CTestFclass的某个数据成员到这边来操作
        
    private:
        int k;
    };
    
    int main()
    {
        CTestFclass obja(100,200),objb(200,200);
        
        CTestFclassB objc(20);
        
        objc.disp(obja);
        objc.disp(objb);
        
        return 0;
    }
    

动态内存

在定义变量和数组同时即在内存中为其开辟了指定的固定空间。

int n ,a[10];

char str[100];

一经定义,即为固定地址的空间,在内存中不能被别的变量所占用。

在程序中我们有时需要根据实际需要开辟空间,如输入学生成绩,但每个班的学生人数不同,一般将人数定的很大,这样占用内存。

如何根据需要在程序的运行过程中动态分配内存空间?

int n;

cin >> n;

float score[n][5]; 错误:数组的维数必须是常量。

利用new运算符可以在程序中动态开辟内存空间。

new 数据类型[单位数];

new int[4];

在内存中开辟了4个int型的数据空间,即16个字节。

new int;

new相当于一个函数,在内存开辟完空间后,返回这个空间的首地址,这使,这个地址须用一个指针保存下来,才不会丢失。

int *p;

p = new int;

*p = 6;

可以用*p对这个空间进行运算。

同样,利用new运算符也可以开辟连续的多个空间(数组)。

int n, *p;

cin >> n;

p = new int[n];

for(int i = 0; i < n; i++)

​ cin >> p[i];

可以用p[i]的形式来引用新开辟的内存单元。

注意:用new开辟的内存单元没有名字,指向其首地址的指针是引用其的唯一途径,若指针变量重新赋值,则用new开辟的内存单元就在内存中“丢失”了,别的程序也不能占用这段单元,直到重新开机为止。

int *p, a[4];

p = new int[4];(该段内存由于失去了“名字”,再也无法引用)

p = a;

用new运算符分配的空间,不能在分配空间时进行初始化。

同样,用new开辟的内存单元如果程序不“主动”收回,那么这段空间就一直存在,直到重新开机为止。

delete运算符用来将动态分配到的内存空间归还给系统,使用格式为:delete p;

int *point;

point = new int;

……

delete point;

注意:在此期间,pointer指针不能重新赋值,只有用new开辟的空间才能用delete收回。

delete也可以收回用new开辟的连续的空间。

int *point;

cin >> n;

point = new int[n];

……

delete []point;

当内存中没有足够的空间给予分配时,new运算符返回空指针NULL(0)。

#include<iostream>
using namespace std;

class CNewDelete
{
public:
    CNewDelete()
    {
        cout << "\n调用默认的构造函数CNewDelete::CNewDelete()." << endl;
        str = new char[10];
    }
    ~CNewDelete()
    {
        cout << "\n调用默认的析构函数CNewDelete::~CNewDelete()." << endl;
        delete []str;
    }
private:
    char *str;
}

int main()
{
    char buffer[100];
    CNewDelete *pobj = new(buffer) CNewDelete();
    
    pobj->~CNewDelete();//主动调用析构函数,避免内存泄漏。
    
    char *buffer2 = new char[100];
    CNewDelete *pobj2 = new(buffer2) CNewDelete();
    pobj2->~CNewDelete();//必须记住,主动调用析构函数
    
    delete[]buffer2;//堆内存需要主动释放操作。
    
    return 0;
}

函数重载与运算符重载

函数重载

​ 函数重载是一种特殊情况,C++允许在同一作用域中声明几个类似的同名函数,这些同名函数的形参列表(参数个数、类型、顺序)必须不同,常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。

​ 所谓函数的重载是指完成不同功能的函数可以具有相同的函数名。C++的编译器是根据函数的实参来确定应该调用哪一个函数的。

#include<iostream>
using namespace std;

int add(int a, int b)
{
    cout << "调用整型类型。\n";
    return a + b;
}

char add(char a, char b)
{
    cout << "调用字符型类型。\n";
    return a + b;
}

double add(double a, double b)
{
    cout << "调用双精度类型。\n";
    return a + b;
}

int main()
{
    cout << "两数相加:" << add(24, 35) << endl;
    cout << "两数相加:" << add('a', 'b') << endl;
    cout << "两数相加:" << add(4.5 , 2.7) << endl;
    
    
    return 0;
}

运算符重载

​ 可以重定义或重载大部分C++内置的运算符。这样,你就能使用自定义类型的运算符。

​ 重载的运算符是带有特殊名称的函数,函数名是由关键字operator和其后要重载的预算符符号构成的。与其他函数一样,重载运算符有一个返回类型和一个参数列表。

​ Box operator+(const Box&);

​ 声明加法运算符用于把两个Box对象相加,返回最终的Box对象。大多数的重载运算符可被定义为普通的非成员函数或者被定义为类成员函数。如果我们定义上面的函数为类的非成员函数,那么我们需要为每次操作传递两个参数,如下所示:

​ Box operator+(const Box&, const Box&);

C++中,允许重载的运算符如下:

双目算术运算符 +(加)-(减)*(乘)/(除)%(取模)
关系运算符 ==(等于)!=(不等于)<(小于)>(大于)<=(小于等于)>=(大于等于)
逻辑运算符 ||(逻辑或)&&(逻辑与)!(逻辑非)
单目运算符 +(正)-(负)*(指针)&(取地址)
自增自减运算符 ++(自增)--(自减)
位运算符 |(按位或)&(按位与)~(按位取反)^(按位异或)<<(左移)>>(右移)
赋值运算符 =,+=,-=,*=,/=,%=,&=,|=,^=,<<=,>>=
空间申请与释放 new,delete,new[],delete[]
其他运算符 ()(函数调用)->(成员访问),(逗号)[](下标)

在C++中,不允许重载的运算符如下:

. 成员访问运算符

.*,->* 成员指针访问运算符

:: 域运算符

sizeof 长度运算符

?: 条件运算符

# 预处理符号

  1. 重载运算符和重载函数

    一元运算符只对一个操作数进行操作,下面是一元运算符的实例:

    递增运算符(++)和递减运算符(--)

    一元减运算符,即负号(-)

    逻辑非运算符(!)

    一元运算符通常出现在它们所操作的对象的左边,比如!obj,-obj,++obj,但有时它们也可以做为后缀,比如obj++或obj--。

  2. 二元运算符重载

    二元运算符需要两个参数,下面是二元运算符的实例。我们平常使用的加运算符(+),减运算符(-),乘运算符(*)和除运算符(/)都属于二元运算符。

    #include<iostream>
    using namespace std;
    
    class Box
    {
    public:
        Box()
        {
            l = 0;
            b = 0;
            h = 0;
        }
        void setl(double length)
        {
            l = length;
        }
        void setb(double breadth)
        {
            b = breadth;
        }
        void seth(double hight)
        {
            h = hight;
        }
        
        double get(void)//求体积
        {
            return l*b*h;
        }
        
        //重载+运算符,用于把两个Box对象进行相加
        Box operator+(const Box& b)
        {
            Box box;
            box.l = this->l + b.l;
            box.b = this->b + b.b;
            box.h = this->h + b.h;
            return box;
        }
        
    private:
        double l;//长度
        double b;//宽度
        double h;//高度
        
    };
    
    int main()
    {
        Box box1;//声明box1,类型为Box
        Box box2;
        Box box3;
        double dv = 0.0;//存储体积变量
        
        //为第一个对象赋值 box1
        box1.setl(2.0);
        box1.setb(3.0);
        box1.seth(4.0);
        
        //为第二个对象赋值 box2
        box2.setl(5.0);
        box2.setb(6.0);
        box2.seth(7.0);
        
        //输出box1体积
        dv = box1.getv();
        cout << "box1对象的体积为:" << dv << endl << endl;
        
        //输出box2体积
        dv = box2.getv();
        cout << "box2对象的体积为:" << dv << endl << endl;
        
        //把两个对象相加,得到box3
        box3. = box1 + box2;
        
        //输出obx3体积
        dv = box3.getv();
        cout << "box3对象的体积为:" << dv << endl << endl;
           
        return 0;
    }
    
  3. ++和--运算符重载

    递增运算符(++)和递减运算符(--)是C++语言中两个重要的一元运算符。

    #include<iostream>
    using namespace std;
    
    class CTestSS
    {
    public:
        CTestSS():i(0)
        {
            
        }
        CTestSS operator++()
        {
            cout << "调用前置递增.\n";
            CTestSS obj;
            obj.i == ++i;
            return obj;
        }
        //括号中插入Int表示后缀
        CTestSS operator++(int)
        {
            cout << "调用后置递增.\n";
            CTestSS obj;
            obj.i = i++;
            return obj;
        }
        
        void disp()
        {
            cout << "\ni" << i << endl << endl;
        }
    private:
        int i;
    }
    
    int main()
    {
        CTestSS obj1, obj2;
        cout << "\n\n输出结果1为:" << endl;
        obj1.ship();
        obj2.ship();  
        
        //调用运算符函数,然后将obj1的值赋给obj2
        obj2 = ++obj1;
        cout << "\n\n输出结果2为:" << endl;
        obj1.ship();
        obj2.ship();
        
        obj2 = obj1++;
        cout << "\n\n输出结果3为:" << endl;
        obj1.ship();
        obj2.ship();
        
        return 0;
    }
    
    #include<istream>
    using namespace std;
    
    class CTest
    {
    public:
        CTest():x(10){
            
        }
        
        CTest operator--()
        {
            CTest obj;
            obj.x = --x;
            return obj;
        }
        //括号插入int参数,表示后缀计算方式
        CTest operator--(int)
        {
            CTest obj;
            obj.x = x--;
            return obj;
        }
        void Disp()
        {
            cout << "x=" << x << endl;
        }
    private:
        intx;  
    };
    
    int main()
    {
        CTest obj1, obj2;
        cout << "\n\n输出结果1为:" << endl;
        obj1.Disp();
        obj2.Disp();
        
        obj2 = --obj1;
        cout << "\n\n输出结果2为:" << endl;
        obj1.Disp();
        obj2.Disp();
        
        obj2 = obj1--;
        cout << "\n\n输出结果3为:" << endl;
        obj1.Disp();
        obj2.Disp();
        
        retrun 0;
    }
    

标签:专题,函数,int,成员,高级,C++,运算符,对象,构造函数
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