2. C++的类和对象

2024-03-28 33

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简介： 2. C++的类和对象

C++类和对象初识

什么是类

C++类是对事物的一种抽象，万物都可以当做是类处理，类抽象的是什么?

事物的特征: 数据成员表示美女 : 年龄(int age) 体重(int weight)
事物的行为: 成员函数表示睡觉购物....

什么是对象

对象可以说类的具体化(实例化) 美女(18,90kg)

类的创建

掌握创建的语法
掌握权限限定
和结构体区别

在没写构造函数之前，C语言结构体就按照C语言的方式用即可
用了构造函数时候，大家把结构体直接当做C++类去使用
结构体其实可以当做一个默认权限是公有属性的类
C++是允许空类和结构体存在

class 类名
{
  //默认为私有属性
  //.....
  public:     //类外只能访问公有属性
    //....公有属性
            //公有函数--->类外的公有接口
  protected:
    //....保护属性
  private:
    //....私有属性
};
//保护和私有属性区别，暂时不需要知道，后续讲继承的时候会讲
//类中没有权限可言

创建类完整代码

class MM 
{
public:
  void printData() 
  {
    cout << name << "\t" << age << "\t"<<num << endl;
  }
  void print();
protected:
private:    //一般数据成员写：私有属性
  string name;
  int age;
  int num;
};
//在类外实现类中的函数，必须要用类名限定(类名::函数名)
void MM::print() 
{
  cout << name << "\t" << age << "\t" << num << endl;
}

结构体和类的区别

#include <iostream>
using namespace std;
class MM 
{
  int num;      //类中默认的是私有属性
public:
  int age;
private:
  string name;
};
struct Boy
{           //结构体中默认的公有属性
  int num;
  int age;
private:
  string name;
};
//C语言是不能写空的结构体
//C++允许空结构体或者类
struct Empty 
{
  //占用内存不是0 是1(标记),写了数据这个标记就不存在
}m;
  //作用:泛型编程做参数包解析的递归循环终止处理
int main() 
{
  struct Boy boy;
  //boy.num = 1001;
  //boy.age = 12;
  MM mm;
  mm.age = 19;
  cout << sizeof(Empty) << endl;
  cout << sizeof(Boy) << endl;
  return 0;
}

对象创建和初始化

对象创建

创建普通对象
创建对象数组
创建对象指针

对象的初始化

类中直接给数据赋值
提供一个共有接口去操作数据
提供一个返回引用的接口

完整代码

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class MM 
{
public:
  void printData()    //普通成员函数只是写在类中，不占对象内存
  {
    cout << name << "\t" << age << "\t"<<num << endl;
  }
  void print();
  void initData(string mmName, int mmAge, int mmNum) 
  {
    name = mmName;
    age = mmAge;
    num = mmNum;
  }
  string& getName() { return name; }
  int& getAge() { return age; }
  int& getNum() { return num; }
protected:
private:    //一般数据成员写：私有属性
  string name="默认值";
  int age=0;
  int num=0;
};
//在类外实现类中的函数，必须要用类名限定(类名::函数名)
void MM::print() 
{
  cout << name << "\t" << age << "\t" << num << endl;
}
int main() 
{
  MM mm;      //创建对象
  MM array[3];
  MM* pMM;
  pMM = &mm;
  pMM = new MM;   //new一个对象
  //new一个对象过程
  //1.创建一个匿名对象(没有名字的对象)
  //2.把匿名对象的首地址赋值指针
  pMM->print();
  pMM->printData();
  //pMM->name = "小芳";   不可访问，类外不能访问public之外的所有属性
  cout << "通过提供共有接口传参的方式初始化对象的数据" << endl;
  mm.initData("小芳", 18, 1001);
  mm.printData();
  cout << "返回引用的去访问数据" << endl;
  MM* p = new MM;
  p->getName() = "MM";
  p->getAge() = 28;
  p->getNum() = 1004;
  p->printData();
  return 0;
}

成员的访问

类中普通数据成员和成员函数必须通过对象去访问
只有两种方案

普通对象: 用对象.成员访问
对象指针:用对象指针->成员

案例代码

#include <iostream>
#include <string>
#include <graphics.h>
#include <iomanip>
using namespace std;
class MM 
{
public:
  void initData(string mmName, int mmAge, int mmNum) 
  {
    name = mmName;
    age = mmAge;
    num = mmNum;
  }
  //不想让别人直接修改数据，不要返回引用，只能看不能操作
  string getName() { return name; }
  int getAge() { return age; }
  int getNum() { return num; }
private:
  string name;
  int age;
  int num;
};
void testObject() 
{
  MM mm;
  mm.initData("小芳", 19, 1002);
  cout << mm.getName() << "\t" << mm.getAge() << "\t" << mm.getNum() << endl;
  //IMAGE img;
  //img.getwidth();
  //img.getheight();
}
void testObjectPoint() 
{
  MM* pMM = new MM;
  pMM->initData("小丽", 29, 1004);
  cout << pMM->getName() << "\t" << pMM->getAge() << "\t" << pMM->getNum() << endl;
}
void testArray() 
{
  MM array[3];
  for (int i = 0; i < 3; i++) 
  {
    string name = "name" + to_string(i);
    array[i].initData(name,18+i,1002+i);
    cout << (array + i)->getName() << "\t" << (array + i)->getAge() << "\t" << (array + i)->getNum() << endl;
  }
}
int main() 
{
  //age = 123;   不能直接访问
  testObject();
  testObjectPoint();
  testArray();
  return 0;
}

类和对象的其他操作

类中含有指针问题

含有指针的处理方案和C语言的结构体中含有指针的处理方案是一样的，相对于C语言来说多了权限问题

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
class MM
{
public:
  void initData(const char* mmName, int mmAge);
  void initMM(const char* mmName, int mmAge);
  void print()
  {
    cout << name << "\t" << age << endl;
  }
  char*& getName() 
  {
    return name;
  }
protected:
  char* name;
  int age;
};
//一般不采用这种方案处理,诟病很大
void MM::initData(const char* mmName, int mmAge)
{
  name = (char *)mmName;
  age = mmAge;
}
void MM::initMM(const char* mmName, int mmAge)
{
  name = new char[strlen(mmName) + 1];
  strcpy(name, mmName);
  age = mmAge;
}
void printConst(const char* str)  //传入常量和变量 传参const修饰
{
  cout << str << endl;
}
int main()
{
  MM* pMM = new MM;
  pMM->initData("张三", 19);
  pMM->print();
  //strcpy(pMM->getName(), "ILoveyou");  // 百分百有问题，name没有指向一段可操作内存
  char str[10] = "ILoveyou";
  //C++const要求更为严格，尤其是字符串处理
  printConst("ILoveyou");
  printConst(str);
  pMM->getName() =str;
  pMM->print();
  MM* p = new MM;
  p->initMM("ILoveyou",20);
  p->print();
  strcpy(p->getName(), "IMiss");
  p->print();
  return 0;
}

类不能直接包含自身的对象

只能包含自身指针不能包含自身对象

class Boy 
{
public:
  //Boy boy;       错误代码
  Boy* pBoy;    //指针正确
};

成员函数指针调用成员函数

class Test 
{
public:
  void print(string info) 
  {
    cout << info << endl;
  }
};
void testFunc() 
{
  Test test;
  //void (*Func)(string) = nullptr;
  //Func = &Test::print;     错误写法，类型
  //1.auto自动推断出类成员函数指针类型
  auto Funcf = &Test::print;   //没问题
  (test.*Funcf)("测试函数");   //调用还是要学会
  Test testb;
  (testb.*Funcf)("测试函数2");
  testb.print("直接调用");
  //2.正规写一下正常写法
  //不是简单的用*指针名替换函数，而是要加上类名限定
  void (Test:: *Func)(string) = nullptr;
  Func = &Test::print;      //类中所有东西，无论怎么访问，必须类名限定
  (test.*Func)("类成员函数指针访问成员函数");
}

对象本质

对象的本质就是一个数据,只是数据包含操作
因为对象的本质是一个数据，所以变量能做的，它都可以

当做函数参数
当做函数返回值
当做另一个结构体数据成员
当做另一个类的数据成员(类的组合，后面会讲)

class Student
{
public:
  void print() 
  {
    cout << name << "\t" << age << endl;
  }
  string& getName() 
  {
    return name;
  }
  int& getAge() 
  {
    return age;
  }
protected:
  string name;
  int age;
};
void printData(Student student) 
{
  student.print();
}
//子函数修改实参，C语言传入实参地址，C++传引用
void modifyStudent(Student& stu) 
{
  stu.getName() = "Memory";
  stu.getAge() = 28;
}
Student* createStu(string name, int age) 
{
  Student* p = new Student;
  p->getName() = name;
  p->getAge() = age;
  return p;
}
void testStudent() 
{
  Student stu;
  modifyStudent(stu);
  printData(stu);
  Student* p = createStu("C++", 19);
  p->print();
  Student temp = *p;
  temp.print();
  //除了赋值之外，其他运算不能直接做
  //Student temp1 = temp + temp;  //算术+条件
}