C++中的this指针、访问控制和构造函数
this指针
在C++中，this指针是一个特殊的指针，它指向当前对象的地址。每个非静态成员函数（包括成员函数模板）都有一个this指针作为其隐含参数，这意味着在成员函数内部，this可以用来引用调用该成员函数的对象。this指针是自动传递给成员函数的，但在成员函数的参数列表中不可见。
this指针的用途
1. 明确成员访问
当局部变量（例如函数参数）的名称与类的成员变量名称相同时，可以使用this指针来区分它们，明确指出是对成员变量的访问。
class Example {
public:
int value;
void setValue(int value) {
this->value = value; // 明确指出成员变量value
}
};
2. 实现链式调用
this指针可以用于实现函数的链式调用。通过在成员函数的末尾返回*this，可以连续调用同一个对象上的其他成员函数。
class Example {
public:
Example& setValue(int value) {
this->value = value;
return *this;
}
Example& doSomething() {
// 操作
return *this;
}
};
Example obj;
obj.setValue(5).doSomething(); // 链式调用
3. 返回对象自身的引用或指针
在某些情况下，可能需要从成员函数返回调用它的对象自身的引用或指针，this提供了这种能力。
class Example {
public:
Example* getThis() {
return this; // 返回当前对象的指针
}
};
4. 比较对象
this指针可以用于比较两个对象是否相同，即它们是否是内存中同一个对象的两个引用。
class Example {
public:
bool compare(const Example& other) const {
return this == &other; // 比较两个对象的地址
}
};
注意事项
- 在静态成员函数中不能使用
this指针，因为静态成员函数不属于任何对象实例。 this是一个常量指针，不能修改它本身的值，即不能使this指向另一个对象，但可以修改this所指向的对象的成员。- 在构造函数和析构函数中使用
this指针时需要小心，特别是在构造函数中，因为对象可能还没有完全构造完成。
总的来说，this指针在C++类的成员函数中自动可用，提供了一种访问调用函数的当前对象的便捷方式。
访问控制
在C++中，访问控制是面向对象编程的一个核心特性，它定义了如何访问类的成员（包括数据成员和成员函数）。访问控制旨在提高数据的封装性和安全性，通过限制对类成员的访问来防止外部代码随意修改对象的内部状态。
C++提供三种访问控制级别：public、private和protected，这些访问控制符可以用于类的成员变量和成员函数。
Public（公有）
public成员在任何地方都可以被访问，无论是类的内部还是外部。- 使用公有成员可以提供类的接口，允许外部代码通过这些接口与对象交互。
Private（私有）
private成员只能被其所在类的成员函数、友元函数和友元类访问。- 私有成员用于实现类的内部细节，隐藏类的实现，这是封装的一个重要方面。
Protected（受保护）
protected成员可以被其所在类的成员函数、友元函数和友元类访问，同时也可以被派生类访问。protected访问控制符主要用于继承场景，允许派生类访问基类的成员，而不对外界公开。
访问控制与继承
在继承中，基类成员的访问权限在派生类中可能会有所变化，这取决于继承的类型（public、protected或private继承）：
- 公有继承（
public）：基类的公有成员和受保护成员在派生类中保持其原有的访问级别，基类的私有成员在派生类中不可访问。 - 保护继承（
protected）：基类的公有成员和受保护成员在派生类中都变成受保护成员，基类的私有成员在派生类中不可访问。 - 私有继承（
private）：基类的公有成员和受保护成员在派生类中都变成私有成员，基类的私有成员在派生类中不可访问。
示例
class Base {
public:
int publicMember;
protected:
int protectedMember;
private:
int privateMember;
};
class Derived : public Base {
void func() {
publicMember = 1; // OK: public成员在派生类中可访问
protectedMember = 2; // OK: protected成员在派生类中可访问
// privateMember = 3; // 错误: private成员在派生类中不可访问
}
};
int main() {
Base b;
b.publicMember = 1; // OK: public成员在外部可访问
// b.protectedMember = 2; // 错误: protected成员在外部不可访问
// b.privateMember = 3; // 错误: private成员在外部不可访问
}
总之，C++中的访问控制是实现封装和继承的关键机制，它帮助程序员定义类成员的可见性和可访问性，以确保对象的内部状态被适当地保护。
构造函数
在C++中，构造函数是一种特殊的成员函数，它在创建类的对象时自动调用，用于初始化对象。构造函数的主要目的是为对象的成员变量设置初始值，并执行任何必要的设置或分配资源的操作。
构造函数的特点
- 与类同名：构造函数的名称必须与类名相同。
- 无返回类型：构造函数没有返回值，也不声明返回类型，连
void也不写。 - 可以被重载：一个类可以有多个构造函数，它们通过参数列表的不同进行区分。
- 自动调用：构造函数在创建类的新对象时被自动调用。
构造函数的类型
-
默认构造函数：不带任何参数（也可以是所有参数都有默认值）的构造函数。如果类中没有定义任何构造函数，编译器会自动生成一个默认构造函数（只在没有其他构造函数时）。
class Example { public: Example() { /* 默认构造函数体 */ } }; -
参数化构造函数：带有参数的构造函数，用于通过提供的参数初始化对象的成员变量。
class Example { public: Example(int a, double b) { /* 构造函数体 */ } }; -
拷贝构造函数：以同类的对象作为参数的构造函数，用于初始化一个对象为另一个同类型对象的副本。
class Example { public: Example(const Example& other) { /* 拷贝构造函数体 */ } }; -
移动构造函数（C++11引入）：以同类对象的右值引用作为参数的构造函数，用于实现对象的移动语义，而非复制。
class Example { public: Example(Example&& other) noexcept { /* 移动构造函数体 */ } };
构造函数的使用
-
直接初始化：使用圆括号来初始化对象。
Example obj1; // 调用默认构造函数 Example obj2(5, 3.14); // 调用参数化构造函数 -
拷贝初始化：使用等号和另一个对象来初始化新对象。
Example obj3 = obj2; // 调用拷贝构造函数 -
列表初始化（C++11引入）：使用花括号来初始化对象。
Example obj4{}; // 调用默认构造函数 Example obj5{5, 3.14}; // 调用参数化构造函数 -
移动初始化：使用
std::move来强制调用移动构造函数。Example obj6 = std::move(obj5); // 调用移动构造函数
注意事项
- 当定义了其他构造函数时，编译器不再自动生成默认构造函数。如果需要，默认构造函数必须显式定义。
- 拷贝构造函数和移动构造函数对于实现值语义和管理资源非常重要。
- 在构造函数中使用初始化列表（而非在构造函数体内赋值）通常更有效，特别是对于引用和常量成员变量。
构造函数是C++面向对象编程中的一个基本概念，正确理解和使用构造函数对于创建稳定、高效的C++程序至关重要。
struct和class
在C++中，struct（结构体）和class（类）都是用户自定义类型的关键构建块，它们提供了数据封装的功能。尽管struct和class在很多方面非常相似，它们之间主要的区别在于默认的访问控制和继承类型。
默认访问控制和继承
- struct的成员默认是
public的，而class的成员默认是private的。这意味着，除非你明确指定访问级别，否则struct成员在外部是可访问的，而class成员则不是。 - 当使用
struct继承另一个struct或class时，继承默认是public的；而在class中继承另一个class时，继承默认是private的。
用法和语义
- struct：在C++中，
struct通常用于定义简单的数据结构，其中主要包含数据成员而没有太多的函数成员（方法）。struct特别适用于当你想要打包一些数据在一起时，这与C语言中的struct用法类似。 - class：
class则通常用于定义更复杂的数据结构，它不仅包含数据成员，还包含操作这些数据的成员函数。class是实现面向对象编程（OOP）概念（如封装、继承、多态）的主要工具。
示例
下面是一个struct和class的简单示例，以展示它们的基本用法：
struct Point {
int x, y; // 默认public
Point(int x, int y) : x(x), y(y) {} // 构造函数也是public
};
class Rectangle {
private:
Point topLeft, bottomRight; // 默认private
public:
Rectangle(const Point& tl, const Point& br) : topLeft(tl), bottomRight(br) {}
void printCorners() { // 成员函数是public
cout << "Top Left: (" << topLeft.x << ", " << topLeft.y << ")"
<< ", Bottom Right: (" << bottomRight.x << ", " << bottomRight.y << ")" << endl;
}
};
int main() {
Point p(0, 0); // 直接访问Point的成员变量
Rectangle r(Point(0, 10), Point(10, 0)); // 通过构造函数初始化Rectangle
r.printCorners(); // 调用Rectangle的成员函数
}
总结
尽管struct和class在C++中非常相似，两者都可以用来定义含有数据成员和成员函数的类型，但它们在默认访问控制和默认继承类型上有所不同。选择使用struct还是class取决于你的特定需求，以及你对类型成员的默认访问权限的期望。一般而言，如果一个类型主要用于存储数据，并且你希望其成员默认为公有，那么使用struct可能更合适；如果你需要更多的封装和面向对象的特性，那么class将是更好的选择。
示例代码
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
// 定义student类
class student {
private:
string name; // 私有成员变量：学生的姓名
double score; // 私有成员变量：学生的分数
public:
// student类的构造函数
// 当创建student对象时，此构造函数被自动调用以初始化对象
student(string n, double s) {
name = n; // 初始化姓名
score = s; // 初始化分数
cout << "构造函数\n"; // 打印构造函数被调用的消息
}
// 打印学生信息的成员函数
void print() {
// 使用this指针访问成员变量，打印学生的姓名和分数
cout << this->name << " " << this->score << endl;
}
// 访问器函数：获取学生的姓名
string get_name() { return name; }
// 访问器函数：获取学生的分数
double get_score() { return score; }
// 修改器函数：设置学生的姓名
void set_name(string n) { name = n; }
// 修改器函数：设置学生的分数
void set_score(double s) { score = s; }
};
int main() {
// 创建一个名为stu的student对象，使用参数化构造函数初始化姓名和分数
student stu("cz", 90);
// 使用修改器函数更新stu对象的姓名和分数
stu.set_name("Li ping");
stu.set_score(78.5);
// 调用stu对象的print函数打印更新后的学生信息
stu.print();//print(&stu);
// 使用访问器函数获取并打印stu对象的姓名和分数
cout << stu.get_name() << " " << stu.get_score() << endl;
return 0;
}