1 内存分区模型

C++程序在执行时，将内存大方向分为4个区域

代码区：存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理的

全局区：存放全局变量和静态变量以及常量

栈区：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量等

堆区：由程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束时由操作系统回收

内存四区意义：

不同区域存放的数据，赋予不同的生命周期，给我们更大的灵活编程

1.1 程序运行前

在程序编码后，生成了exe可执行程序，未执行该程序前分为两个区域

代码区：

存放CPU执行的机器指令

代码区是共享的，共享的目的是对于频繁被执行的程序，只需要在内存中有一份代码即可

代码区是只读的，使其只读的原因是防止程序意外地修改了它的指令

全局区：

全局变量和静态变量存放在此

全局区还包含了常量区，字符串常量和其他常量也存放在此

该区域的数据在程序结束后由操作系统释放

#include<iostream>
using namespace std;
//全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 10;
//const修饰的全局变量，全局常量
const int c_g_a = 10;
const int c_g_b = 10;
int main()
{
  //全局区
  //全局变量、静态变量、常量
  //创建普通局部变量
  int a = 10;
  int b = 10;
  cout << "局部变量a的地址为：" << (int)&a << endl;
  cout << "局部变量b的地址为：" << (int)&b << endl;
  cout << "全局变量g_a的地址为：" << (int)&g_a << endl;
  cout << "全局变量g_b的地址为：" << (int)&g_b << endl;
  //静态变量 在普通变量前面加static，属于静态变量
  static int s_a = 10;
  static int s_b = 10;
  cout << "静态变量s_a的地址为：" << (int)&s_a << endl;
  cout << "静态变量s_b的地址为：" << (int)&s_b << endl;
  //常量
  //字符串常量
  cout << "字符串常量的地址为：" << (int)&"hello world" << endl;
  //const修饰的变量
  //const修饰的全局变量  const修饰的局部变量
  cout << "全局常量c_g_a的地址为：" << (int)&c_g_a << endl;
  cout << "全局常量c_g_b的地址为：" << (int)&c_g_b << endl;
  //const修饰的局部变量
  const int c_l_a = 10;    //
  const int c_l_b = 10;
  cout << "局部常量c_l_a的地址为：" << (int)&c_l_a << endl;
  cout << "局部常量c_l_b的地址为：" << (int)&c_l_b << endl;
  system("pause");
  return 0;
}

局部变量a的地址为：7601824
局部变量b的地址为：7601812
全局变量g_a的地址为：12173364
全局变量g_b的地址为：12173368
静态变量s_a的地址为：12173372
静态变量s_b的地址为：12173376
字符串常量的地址为：12163932
全局常量c_g_a的地址为：12164744
全局常量c_g_b的地址为：12164748
局部常量c_l_a的地址为：7601800
局部常量c_l_b的地址为：7601788
请按任意键继续. . .

总结：

C++中在程序运行前分为全局区和代码区

代码区特点是共享和只读

全局区中存放全局变量、静态变量、常量

常量区中存放const修饰的全局常量和字符串常量

1.2 程序运行后

栈区：

有编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量等

注意事项：不要返回局部变量的地址，栈区开辟的数据由编译器自动释放

#include<iostream>
using namespace std;
//栈区数据注意事项  ---不要返回局部变量的地址
//栈区的数据由编译器管理开辟和释放
//int* func(int b)  //形参数据也会放在栈区
int* func()
{
  //b = 100;
  int a = 10;  //局部变量  存放在栈区，栈区的数据在函数执行完后自动释放
  return &a;   //返回局部变量的地址
}
int main()
{
  //接受func函数的返回值
  int* p = func();
  cout << *p << endl;   //第一次可以打印正确的数字，是因为编译器做了保留
  cout << *p << endl;   //第二次输出错误
  system("pause");
  return 0;
}

10
2038286832
请按任意键继续. . .

堆区：

由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时由操作系统回收

在C++中主要利用new在堆区开辟内存

#include<iostream>
using namespace std;
int * func()
{
  //利用new关键字 可以将数据开辟到堆区
  //指针 本质也是局部变量，放在栈上，指针保存的数据是放在堆区
  int * p = new int(10);
  return p;    //返回地址
}
int main()
{
  //在堆区开辟数据
  int *p = func();   //接受地址
  cout << *p << endl;
  cout << *p << endl;
  system("pause");
  return 0;
}

10
10
请按任意键继续. . .

总结：

堆区数据由程序员管理开辟和释放

堆区数据利用new关键字进行开辟内存

1.3 new操作符

C++中利用new操作符在堆区开辟数据

堆区开辟的数据，由程序员手动开辟，手动释放，释放利用操作符delete

语法：new 数据类型

利用new创建的数据，会返回该数据对应的类型的指针

#include<iostream>
using namespace std;
//1、new的基本语法
int* func()
{
  //在堆区创建整型数据
  //new返回时 该数据类型的指针
  int* p = new int(10);
  return p;   //返回地址
}
void test01()
{
  int* p = func();
  cout << *p << endl;
  cout << *p << endl;
  //堆区的数据 由程序员管理开辟，程序员管理释放
  //如果想释放堆区的数据，利用关键字delete
  delete p;
  //cout << *p << endl;  //报错
}
//2、在堆区利用new开辟数组
void test02()
{
  //创建10整型数据的数组，在堆区
  int* arr = new int[10];   //10代表数组有10个元素
  for (int i = 0; i < 10; i++)
  {
    arr[i] = i + 100;  //给10个元素赋值  100-109
  }
  for (int i = 0; i < 10; i++)
  {
    cout << arr[i] << endl;
  }
}
int main()
{
  test01();
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

10
10
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
请按任意键继续. . .

2 引用

2.1 引用的基本使用

作用： 给变量起别名

语法：数据类型 &别名 = 原名

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
  //引用基本语法
  //数据类型 &别名 = 原名
  int a = 10;
  int &b = a;      //a起别名为b
  cout << "a=" << a << endl;
  cout << "b=" << b << endl;
  b = 100;
  cout << "修改b之后：" << endl;    //修改别名存储的数据，原数据跟着改变
  cout << "a=" << a << endl;
  cout << "b=" << b << endl;
  system("pause");
  return 0;
}

a=10
b=10
修改b之后：
a=100
b=100
请按任意键继续. . .

2.2 引用注意事项

引用必须初始化

引用在初始化后，不可以改变（b称为a的别名之后，不能再是c的别名）

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
  int a = 10;
  //1、引用必须初始化
  int& b = a;    //初始化为a
  //2、引用在初始化后，不可以改变
  int c = 20;
  b = c;  //赋值操作，而不是更改引用
  //int& b = c;
  cout << "a=" << a << endl;
  cout << "b=" << b << endl;
  cout << "c=" << c << endl;
  system("pause");
  return 0;
}

a=20
b=20
c=20
请按任意键继续. . .

2.3 引用做函数参数

作用：函数传参时，可以利用引用的技术让形参修饰实参

优点：可以简化指针修改实参

#include<iostream>
using namespace std;
//交换函数
//1、值传递
void mySwop01(int a, int b)
{
  int temp = a;
  a = b;
  b = temp;
  cout << "swap01 a=" << a << endl;
  cout << "swap02 b=" << b << endl;
}
//2、地址传递
void mySwop02(int* a, int* b)
{
  int temp = *a;
  *a = *b;
  *b = temp;
}
//3、引用传递
void mySwop03(int& a, int& b)
{
  int temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  //mySwop01(a, b);   //实参未改变，形参改变
  //mySwop02(&a, &b);   //实参为地址
  mySwop03(a, b);
  cout << "a=" << a << endl;
  cout << "b=" << b << endl;
  system("pause");
  return 0;
}

a=20
b=10
请按任意键继续. . .

总结：通过引用参数产生的效果同按地址传递是一样的。引用的语法更清楚简单。

2.4 引用做函数返回值

作用：引用是可以作为函数的返回值存在的

注意：不要返回局部变量引用

用法：函数调用作为左值

#include<iostream>
using namespace std;
//引用做函数的返回值
//1、不要返回局部变量的引用
int& test01()    //相当于现在test01()函数是  a的别名了，a可以做左值，函数当然也可以
{
  int a = 10;   //局部变量存放在四区中的 栈区
  return a;
}
//2、函数的调用可以作为左值
int& test02()
{
  static int a = 10;  //静态变量，存放在全局区，全局区上的数据在程序结束后释放
  return a;
}
int main()
{
  int& ref = test01();
  cout << "ref=" << ref << endl;   //正确，编译器做了保留
  cout << "ref=" << ref << endl;   //错误，乱码，因为a的内存已经释放
  int& ref2 = test02();    
  cout << "ref2=" << ref2 << endl;   
  cout << "ref2=" << ref2 << endl;   //ref2是a的别名
  test02() = 1000;   //如果函数的返回值是引用，这个函数调用可以作为左值
  cout << "ref2=" << ref2 << endl;
  cout << "ref2=" << ref2 << endl;
  system("pause"); 
  return 0;
}

ref=10
ref=2059717104
ref2=10
ref2=10
ref2=1000
ref2=1000
请按任意键继续. . .

2.5 引用的本质

本质：引用的本质在C++内部实现是一个指针常量

2.6 常量引用

作用：常量引用主要用来修饰形参，防止误操作

在函数形参列表中，可以加const修饰形参，防止形参改变实参

#include<iostream>
using namespace std;
//打印数据的函数
void showValue(const int& val)
{
  //val = 1000;  //加了const就不可修改
  cout << "val = " << val << endl;
}
int main()
{
  //常量引用
  //使用场景：用来修饰形参，防止误操作
  //int a = 10;
  //加上const之后， 编译器将代码修改 int temp = 10;  const int& ref= temp
  const int& ref = 10;  //引用必须引一个合法的内存空间
  //ret = 20;   //加入const之后变为只读，不可修改
  int a = 100;
  showValue(a);   //a起别名为val
  cout << "a = " << a << endl;
  system("pause"); 
  return 0;
}

val = 100
a = 100
请按任意键继续. . .

3 函数提高

3.1 函数默认参数

在C++中，函数的形参列表中的形参是可以有默认值的

语法：返回值类型函数名（参数=默认值）{ }

#include<iostream>
using namespace std;
//函数默认参数
int func(int a, int b, int c)
{
  return a + b + c;
}
//如果我们自己传入数据，就用自己的数； 没有则用默认值
int func1(int a, int b=20, int c=30)   //默认参数
{
  return a + b + c;
}
//注意事项
//1、如果某个位置已经有了默认参数，那么从这个位置之后，从左到右必须有默认值
//2、如果函数声明有默认参数，函数实现就不能有默认参数
int func2(int a = 10, int b = 10, int c = 10);    //函数声明
int func2(int a, int b, int c)                    //函数实现
//声明和实现只能有一个有默认参数
{
  return a + b + c;
}
int main()
{
  cout << func(10, 20, 30) << endl;
  cout << func1(20) << endl;
  cout << func1(10, 10) << endl;
  cout << func2() << endl;
  system("pause"); 
  return 0;
}

60
70
50
30
请按任意键继续. . .

3.2 函数占位参数

C++中函数的形参列表中可以有占位参数，用来做占位，调用函数时必须填补该位置。

语法:返回值类型函数名（数据类型）{}

在现阶段函数的占位参数存在意义不大，但是后面的课程中会用到该作用

#include<iostream>
using namespace std;
//占位参数
//返回值类型 函数名（数据类型） {}
//目前阶段的占位参数还用不到，后面的课程中会用到
//占位参数 还可以有默认参数
void func(int a, int=10)
{
  cout << "this is func" << endl;
}
int main()
{
  func(10, 10);
  system("pause"); 
  return 0;
}

this is func
请按任意键继续. . .

3.3 函数重载

3.3.1 函数重载概述

作用：函数名可以相同，提高复用性

函数重载满足条件：

同一个作用域下

函数名称相同

函数参数类型不同 或者 个数不同 或者 顺序不同

注意：函数的返回值不可以作为函数重载的条件

#include<iostream>
using namespace std;
//函数重载
//可以让函数名相同，提高复用性
//函数重载的满足条件
//1、同一个作用域下
//2、函数名称相同
//3、函数的参数类型不同  或 个数不同 或 顺序不同
void func()
{
  cout << "func调用" << endl;
}
void func(int a)     
{
  cout << "func(int a)的调用!" << endl;
}
void func(double a)     //参数类型不同
{
  cout << "func(double a)的调用!" << endl;
}
void func(int a, double b)   //参数个数不同
{
  cout << "func(int a, double b)的调用!" << endl;
}
void func(double a, int b)   //参数顺序不同
{
  cout << "func(double a, int b)的调用!" << endl;
}
//注意事项
//函数的返回值不可以作为函数重载的条件
//int func(double a, int b)   //参数顺序不同
//{
//  cout << "func(double a, int b)的调用!" << endl;
//}
int main()
{
  func();
  func(10);
  func(3.14);
  func(1, 1.1);
  func(1.1, 1);
  system("pause"); 
  return 0;
}

func调用
func(int a)的调用!
func(double a)的调用!
func(int a, double b)的调用!
func(double a, int b)的调用!
请按任意键继续. . .

3.3.2 函数重载注意事项

引用作为重载条件

函数重载碰到函数默认参数

#include<iostream>
using namespace std;
//函数重载的注意事项
//1、引用作为重载的条件
void func(int& a)
{
  cout << "func(int& a)调用" << endl;
}
void func(const int& a)   //类型不同
{
  cout << "func(const int& a)调用" << endl;
}
//2、函数重载碰到默认参数
void func2(int a)
{
  cout << "func2(int a)的调用" << endl;
}
//void func2(int a, int b=10)
//{
//  cout << "func2(int a, int b=10)的调用" << endl;
//}
int main()
{
  int a = 10;
  func(a);    //调用没有const的函数
  func(10);    //调用有const的函数
  func2(10);   //当函数重载碰到默认参数，出现二义性，报错，尽量避免这种情况
  system("pause"); 
  return 0;
}

func(int& a)调用
func(const int& a)调用
func2(int a)的调用
请按任意键继续. . .

4 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、跳、跑、吃饭…

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，我们可抽象为类，人属于人类，车属于车类

4.1 封装

4.1.1 封装的意义

封装是C++面向对象的三大特性之一

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

封装的意义一：

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}；

#include<iostream>
using namespace std;
//设计一个圆类，求圆的周长
//圆求周长的公式：2*pi*r
const double PI = 3.14;
class Circle
{
  //访问权限
  //公共权限
public:
  //属性
  //半径
  int m_r;
  //行为
  //获取圆的周长
  double calculateZC()
  {
    return 2 * PI * m_r;
  }
};
int main()
{
  //通过圆类 创建具体的圆（对象）
  Circle c1;    //实例化
  //给圆对象 的属性进行复制
  c1.m_r = 10;
  cout << "圆的周长为：" << c1.calculateZC() << endl;
  system("pause"); 
  return 0;
}

圆的周长为：62.8
请按任意键继续. . .

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

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//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
//设计学生类
class Student
{
  //类中的属性和行为  我们统一称为 成员
  //属性： 成员属性  成员变量
  //行为  成员函数  成员方法
  //访问权限
  //公共权限
public:
  //属性
  //姓名
  string name;
  //学号
  string id;
  //行为
  //显示姓名和学号
  void showStudent()
  {
    cout << "姓名：" << name << endl;
    cout << "学号：" << id << endl;
  }
  void setName(string a_name)   //行为给属性赋值
  {
    name = a_name;
  }
  void setID(string a_id)
  {
    id = a_id;
  }
};
int main()
{
  Student std1;         //实例化
  std1.name = "zzz";    //赋值
  std1.id = "123456";
  std1.showStudent();
  //Student std2;
  std1.setName("张三");
  std1.setID("222222");
  std1.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

#include<iostream>
using namespace std;
//访问权限 ： 三种
//1、公共权限  public       成员类内可以访问，类外也可以访问
//2、保护权限 protected     成员类内可以访问  类外不可以访问   子类也可以访问
//3、私有权限 private       成员类内可以访问  类外不可以访问   子类不可以访问
class Person
{
public:
  //公共权限
  string m_Name;
  void func()
  {
    m_Name = "张三";    //类内可以访问
    m_Car = "拖拉机";
    m_Password = 123456;
  }
  void show()
  {
    cout << "姓名：" << m_Name << endl;
    cout << "车：" << m_Car << endl;
    cout << "密码：" << m_Password << endl;
  }
protected:
  //保护权限
  string m_Car;
private:
  //私有权限
  int m_Password;
};
int main()
{
  Person p1;
  p1.func();
  p1.show();
  cout << "修改之后------------" << endl;
  p1.m_Name = "李四";
  cout << "姓名：" << p1.m_Name << endl;
  //下面都报错，不能访问
  //cout << "车：" << p1.m_Car << endl;
  //p1.m_Car = "奔驰";
  //p1.m_Password = 123;
  system("pause");
  return 0;
}

（黑马）C++核心编程笔记（上）

1 内存分区模型

1.1 程序运行前

1.2 程序运行后

1.3 new操作符

2 引用

2.1 引用的基本使用

2.2 引用注意事项

2.3 引用做函数参数

2.4 引用做函数返回值

2.5 引用的本质

2.6 常量引用

3 函数提高

3.1 函数默认参数

3.2 函数占位参数

3.3 函数重载

3.3.1 函数重载概述

3.3.2 函数重载注意事项

4 类和对象

4.1 封装

4.1.1 封装的意义

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（黑马）C++核心编程笔记（上）

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2 引用

2.1 引用的基本使用

2.2 引用注意事项

2.3 引用做函数参数

2.4 引用做函数返回值

2.5 引用的本质

2.6 常量引用

3 函数提高

3.1 函数默认参数

3.2 函数占位参数

3.3 函数重载

3.3.1 函数重载概述

3.3.2 函数重载注意事项

4 类和对象

4.1 封装

4.1.1 封装的意义

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