C++类和对象的细节原理：this指针、构造函数和析构函数、深浅拷贝、运算符重载、初始化列表、类的各种成员和方法

相关基础概念

OOP：面向对象编程。OOP语言的四大特征是抽象、封装/隐藏、继承、多态。

实体：比如人，一个人就是一个实体，比如表格，一张表格也可以是一个实体。

属性、行为：比如人的属性有年龄、身高、体重等，人的行为有吃喝拉撒等。

类：实体的抽象类型，比如一个人的类，就是先把人的属性、行为等抽象出来，虚虚地放在代码段上，仅仅是一个模板，类型是不占空间的。当要描述某个人的这个实体的时候，把这个类填充上属性即可，但是多个实体公用一套行为。实体的属性的抽象对应类的成员变量，实体的行为对应类的成员方法。属性一般是私有的，方法一般是公有的。

成员方法的实现方法：有类体内实现和类体外实现两种方法。类体内实现的方法自动转为inline函数。类体外实现需要在函数名称前面加上作用域和作用域解析符。

实例化：把类填充上属性，也叫类的实例化。

对象：类实例化的产物叫做对象。

This指针

类的成员方法一经编译，所有的方法参数，都会加一个this指针，接收调用该方法的对象的地址。

所以C++的good1.init(“面包”)实际上是C语言中的init(&good1,”面包”)。但是在C++中，当你调用一个成员函数时，编译器会自动传递调用该函数的对象的地址作为函数的隐含参数（即 this 指针），因此你无需手动传递对象的地址。通俗来说就是，C++的good1.init(“面包”)，看起来没有传入&good1，但是在这个方法内部只要用了this这个关键字，就相当于在用&good1。

构造函数与析构函数

初始化和释放不一定要通过构造和析构函数完成，但是C++中为了保证代码的安全性，设置了构造和析构函数，析构函数能自行执行，构造函数必须自动或显式地执行以此保证我们不会忘记初始化。

构造函数：一般用于初始化对象成员变量。

析构函数：一般用于释放对象成员变量所占的外部堆内存。

构造函数的特点：1、不带返回值。2、与类同名。3、可以有多个形参列表不同的构造函数。4、构造函数会根据我们的传参自行选择是哪个函数。5、对象的创建必定经过构造函数。

析构函数的特点：1、不带返回值。2、~+类名。3、只能有一个。4、不能带参数。5、析构函数可以自行调用（不建议）。5、如果对象创建在堆上，需要自己手动删除，删除的时候回自动调用析构函数。6、一个程序可能会有多个对象需要析构，按反入栈的顺序进行析构。7、一个对象销毁前必定经过析构函数。

拷贝构造函数与深浅拷贝

形参类型是同类（比如const CClass &c）的构造函数就是拷贝构造函数。

CClass c2 = c1;

CClass c3(c1);

这两句代码都是在调用拷贝构造函数，是等价的。

默认情况下拷贝构造函数是把成员变量一一复制，如果有成员变量是地址，指向了堆内的空间，那么复制过来的成员变量指向了同一块堆内存空间，这是浅拷贝。

如果需要把堆内存空间也放到新开辟的堆空间里，我们需要在拷贝构造函数里自定义这个堆空间的开辟和复制过程，也就是深拷贝。

运算符重载

运算符重载（Operator Overloading）是 C++ 中的一种特性，允许你重新定义或扩展已有的运算符的行为，使其适用于自定义的类或数据类型。

比如赋值运算符重载，operator=有点类似一个被定义的函数。

class MyClass {
public:
    int value;
    MyClass& operator=(const MyClass& other) {
        if (this != &other) {
            value = other.value;
        }
        return *this;
    }
};

返回引用是支持连续的operator=赋值操作。

返回引用意味着是除了把*this作为返回值之外，operator=的左边如果是引用类型，那么operator=的左边的变量也是*this的引用。如果不是引用类型，那么返回值被当做右值使用。

构造函数的初始化列表

成员对象：B类变量是A类的成员变量之一，那么可以叫这个B类变量为A类的成员对象。

如果B类自定义了构造函数，那么默认构造函数会被覆盖掉，那么A类对象构造的时候无法自动调用B类对象的构造函数，就需要手动调用。

初始化列表的语法如下：

ClassName::ClassName(Type1 arg1, Type2 arg2, ...) : member1(arg1), member2(arg2), ... {

   // 构造函数的主体

}

初始化列表会省略类型。

假设menber1是int age，在初始化列表中member1(arg1)其实就是int age = arg1；

假设member2是CClass c，member2(arg2)其实就是CClass c(arg2);

注意：成员变量的初始化和他们定义顺序有关，和构造函数初始化列表中出现的先后顺序无关。

类的各种成员、方法

普通成员方法

1. 属于类的作用域。
2. 调用该方法的时候，需要依赖一个对象。
3. 可以任意访问对象的私有成员变量。
4. 默认传入了this指针。

Static成员变量

1. 所有同类对象共享，所有对象都能操作它。
2. 需要类外定义并且初始化。初始化方法：类型 作用域::变量名 = 值。
3. 它不属于对象，属于类级别。本质是全局变量，但是作用域被限制在了类中。

Static成员方法

1、可以直接用类名::static方法的方式调用。如果每次访问static变量都需要通过某个对象，显然很别扭，因此诞生了static方法，可以不通过对象，而是通过类直接访问static变量。

2、因为调用它不依赖对象，所以它没有传入this指针，不方便访问普通的变量。

Const成员方法

如果创建对象的时候创建成了const类型的对象，那么普通的成员方法因为默认是非const的this指针，无法接受const类型的对象的指针。这时候就需要在普通方法的声明的右括号之后加const修饰，表示this指针形参被改成了const this指针形参。

建议如果是只涉及读操作的成员方法，都要加const修饰，这样const对象也能调用，常对象也能调用。

Const方法只能读私有成员，不能修改。

总结

普通成员方法、const成员方法、static成员方法，差别主要是玩的是不同this指针，const玩的是const this指针，static干脆不玩指针。

指向类的成员的指针

可以在类的作用域下定义指针，指向public的类的成员方法或成员变量。

调用这个指针的时候需要依赖具体的对象。

#include <iostream>
class MyClass {
public:
    void memberFunction(int x) {
        std::cout << "Member function called with argument: " << x << std::endl;
    }
    int memberVariable = 42;
};
int main() {
    // 声明指向成员函数的指针
    void (MyClass::*functionPtr)(int) = &MyClass::memberFunction;
    // 声明指向成员变量的指针
    int MyClass::*variablePtr = &MyClass::memberVariable;
    MyClass obj;
    // 通过对象调用成员函数
    (obj.*functionPtr)(10);
    // 通过对象调用成员变量
    std::cout << "Member variable value: " << obj.*variablePtr << std::endl;
    return 0;
}