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C++基础知识（四：类的学习）

2024-07-03 10
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简介： 类指的就是对同一类对象，把所有的属性都封装起来，你也可以把类看成一个高级版的结构体。


目录

【1】定义

【2】类和结构体的区别

【3】this指针**

【4】类中的特殊成员函数

【5】构造函数

ii）构造函数提供了初始化列表的机制

iii）需要使用初始化列表的情况

【6】析构函数

i）格式

ii）调用时机

iii）需要显性写出析构函数的场景

【7】拷贝构造函数

i）格式

ii）使用

iii）深浅拷贝问题**

iv）拷贝构造函数的调用时机

【8】拷贝赋值函数

i）格式

ii)代码

【9】匿名对象

【10】C++中结构体和C的区别以及C++中结构体和类的区别

类指的就是对同一类对象，把所有的属性都封装起来，你也可以把类看成一个高级版的结构体。

【1】定义

class 类名

{

访问权限:

   成员属性;

访问权限:

   成员方法;

}


访问权限：

public:共有的，类内、类外和子类中都可以访问

private:私有的，类内可以访问，类外和子类中都不能访问，类中默认是私有权限

protected:受保护的，类内和子类中可以访问，类外不可以访问(继承再说)


访问权限，是针对于一个类来说的

【2】类和结构体的区别

  1. 类的封装性比结构体更好，类中默认是私有权限，结构体中默认是共有权限
  2. 结构体默认是公有继承，类默认是私有继承
  3. C++中类就是由结构体演变来的
  4. 结构体一般用于实现某种数据结构时，类一般用于描述一类对象的性质

【3】this指针**

每一个类中的非静态成员函数，都有一个this指针，指向调用者，(非静态成员数隐藏 的形参)

谁调用this就指向谁，哪一个类对象调用成员函数，就会用该类对象的首地址，初始化形参this

原型：类类型  *const this； ----->指针的指向不能修改

需要使用this指针的场合

  1. 当形参和成员属性同名
  2. 拷贝赋值函数，需要返回自身的引用

#include <iostream>


using namespace std;

class Rec

{

private:

   int len;

   int wid;

public:

   void set(int l,int w);  //设置长和宽

   void show();   //输出面积和周长

   int get_l();     //获取长和宽

   int get_wid();

};


void Rec::set(int len, int wid)   //r1.set()

{

   this->len = len;

   this->wid = wid;

}


void Rec::show()

{

   cout << "周长:" << (len+wid)*2 << endl;

   cout << "面积:" << len*wid << endl;

}


int Rec::get_l()

{

   return len;

}


int Rec::get_wid()

{

   return wid;

}

int main()

{

   Rec r1;  //r1是一个类对象，实例化了一个类对象r1

   r1.set(9,2);

   Rec r2;

   r2.set(9,2);

   cout << "&r1=" << &r1 << endl;

   return 0;

}

【4】类中的特殊成员函数

特殊的构造函数都是public权限

类中，会默认提供一些特殊的成员函数：构造函数、析构函数、拷贝构造函数、拷贝赋值函数

【5】构造函数

构造函数支持函数重载

构造函数，会在实例化类对象时，系统默认调用无参构造；

如果用户手动定义出了构造函数，系统将不再提供构造函数

类名()

{

  //函数体

}

调用时机

栈区：实例化类对象时，自 image.gif 编辑动调用

堆区：什么时候使用new申请空间，什么时候调用构造函数

image.gif 编辑

当提供构造函数后

image.gif 编辑

ii）构造函数提供了初始化列表的机制

如果在函数体内部，给成员属性赋值，是一个赋值的过程，不是初始化的过程

类名():成员属性1(形参的值1),成员属性2(形参的值)`````


在函数头后面，使用：引出初始化列表，每个成员属性以，分隔，()里面是形参，外面是成员属性

iii）需要使用初始化列表的情况

  1. 形参和成员属性同名
  2. 类中有引用成员时，必须使用初始化列表

#include <iostream>


using namespace std;

class Stu

{

   int age;

   float high;

   int &score;

public:

   //构造函数支持函数重载

   Stu(int age,float high,int a):age(age),high(high),score(a)

   {

       cout << "Stu的有参构造" << endl;

   }

};


int main()

{

   //Stu s;

   int n1 = 90;

   Stu s1(18,9,n1);    //在栈区

   Stu *p;

   //p = new Stu;   //在堆区申请了Stu类对象的空间


   return 0;

}

  1. 类中有const修饰的成员时，必须使用初始化列表

#include <iostream>


using namespace std;

class Stu

{

   int age;

   float high;

   const int score;

public:

//    Stu()

//    {

//        cout << "Stu的无参构造函数" << endl;

//    }

   //构造函数支持函数重载

   Stu(int age,float high,int a):age(age),high(high),score(a)

   {

       cout << "Stu的有参构造" << endl;

   }

};


int main()

{

   //Stu s;

   int n1 = 90;

   Stu s1(18,9,89);    //在栈区

   Stu *p;

   //p = new Stu;   //在堆区申请了Stu类对象的空间


   return 0;

}

  1. 类中含有其他类的子对象时，必须使用初始化列表(类的包含关系)

(如果另一个类只有有参构造需要在初始化列表中宏显性调用，如果另一个类有无参构造，可以不写初始化列表)

image.gif 编辑

               类的包含关系

#include <iostream>


using namespace std;

class Per

{

   string name;

public:

   Per(string name)

   {

       this->name = name;

       cout << "Per的有参构造" << endl;

   }

};


class Stu

{

   int age;

   float high;

   int score;

   Per p1;   //Per类只有有参构造函数

public:

   Stu():p1("zhangsan")

   {

       cout << "Stu的无参构造函数" << endl;

   }

   //构造函数支持函数重载

   Stu(int age,float high,int a,string name):p1(name)

   {

       this->age = age;

       this->high = high;

       this->score = a;

       cout << "Stu的有参构造" << endl;

   }

};


int main()

{

   Stu s;

   int n1 = 90;

   Stu s1(18,9,89,"lisi");    //在栈区


   return 0;

}

【6】析构函数

不支持函数重载

在类对象空间消亡时，系统自动调用

i）格式

~类名()

{

    //函数体

}

ii）调用时机

栈区：对象消亡时，自动调用

堆区：什么时候delete，什么时候调用

构造函数和析构函数调用的时机：

先构造的后析构，后构造的先析构

iii）需要显性写出析构函数的场景

类中有指针成员，并且指针成员，指向堆区的空间

#include <iostream>


using namespace std;

class Stu

{

   string name;

   int *p;

public:

   Stu():p(new int)   //保证指针成员，指向堆区的空间

   {

       cout << "堆区申请的空间为:" << p << endl;

       cout << "Stu的无参构造" << endl;

   }

//    Stu(string name,int p):name(name),p(new int(p))

//    {

//        cout << "Stu的有参构造" << endl;

//    }

   ~Stu()

   {

       cout << "准备释放堆区的空间：" << p << endl;

       delete p;

       cout << "Stu的析构函数" << endl;

   }


};


int main()

{

   Stu s1;

   return 0;

}

image.gif 编辑

【7】拷贝构造函数

利用一个类对象，给另一个类对象初始化时，自动调用拷贝构造函数

如果自己实现了拷贝构造，系统不再提供默认的拷贝构造

i）格式

类名(同类对象的引用)

{

  //函数体

}

ii）使用

#include <iostream>


using namespace std;

class Per

{

   string name;

public:


   //Per中，自己定义了有参构造，系统不再提供无参构造

   Per(string name)

   {

       this->name = name;

       cout << "Per的有参构造" << endl;

   }

   ~Per()

   {

       cout << "Per的析构函数" << endl;

   }

};


class Stu

{

   int age;

   float high;

   int score;

   //Per p1;   //Per类只有有参构造函数

public:

   Stu()

   {

       cout << "Stu的无参构造函数" << endl;

   }

   //构造函数支持函数重载

   Stu(int age,float high)

   {

       this->age = age;

       this->high = high;

       cout << "Stu的有参构造" << endl;

   }


   //拷贝构造

   Stu(Stu &other)

   {

       //this->age = other.age;

       this->high = other.high;

       cout << "拷贝构造函数" << endl;

   }

   ~Stu()

   {

       cout << "Stu的析构函数" << endl;

   }

   void show();

};

void Stu::show()

{

   cout << "age = " << age << endl;

   cout << "high = " << high << endl;

}

int main()

{

   Stu s1(19,100);

   cout << "s1的show:" << endl;

   s1.show();

   Stu s2=s1;

   cout << "s2的show:" << endl;

   s2.show();

   return 0;

}

iii）深浅拷贝问题**

当类中有指针成员，会涉及到深浅拷贝问题

浅拷贝：两个不同类对象的指针成员，指向同一片空间

问题：析构时，会发生二次释放问题；同一片空间被两个不同的类对象占用，发生资源抢占

深拷贝：两个不同类对象的指针成员，指向不同的空间，但是保存的是同样的数据

image.gif 编辑

浅拷贝

image.gif 编辑

深拷贝

#include <iostream>


using namespace std;

class Stu

{

   string name;

   int *p;

public:

   Stu():p(new int)   //保证指针成员，指向堆区的空间

   {

       cout << "堆区申请的空间为:" << p << endl;

       cout << "Stu的无参构造" << endl;

   }

   Stu(string name,int p):name(name),p(new int(p))

   {

   }

   ~Stu()

   {

       cout << "准备释放堆区的空间：" << p << endl;

       delete p;


       cout << "Stu的析构函数" << endl;

   }


   //使用同类其他对象的指针成员解引用后的值，给自己的指针成员的内容初始化

   Stu(Stu &other):name(other.name),p(new int(*(other.p)))

   {

       /*this->name = other.name;

       this->p = new int(*(other.p));*/

       cout << "Stu的拷贝构造" << endl;

   }

   void show();

};

void Stu::show()

{

   cout << "name= " << name << endl;

   cout << "p= " << p << endl;

   cout << "*p= " << *p << endl;

}

int main()

{

   Stu s1("zhangsan",18);

   cout << "s1的show:" << endl;

   s1.show();

   Stu s2 = s1;

   cout << "s2的show:" << endl;

   s2.show();

   return 0;

}

iv）拷贝构造函数的调用时机

  1. 使用已有的类对象，给新的类对象初始化
  2. 函数的参数是一个类对象时，也会调用拷贝构造函数
  3. 函数的返回值是一个类对象时，也会调用拷贝构造函数

image.gif 编辑

测试代码：

#include <iostream>


using namespace std;

class Stu

{

   string name;

public:

   Stu()

   {

       cout << "Stu的无参构造" << endl;

   }

   Stu(Stu &other):name(other.name)

   {

       cout << "Stu的拷贝构造函数" << endl;

   }

   Stu(string name):name(name)

   {

       cout << "Stu的右参构造" << endl;

   }

};


Stu fun(Stu s1)

{

   return s1;

}

int main()

{

   Stu s;

   //Stu s2(fun(s));   //会报错，因为fun(s)的返回值是一个临时值，不能引用

   return 0;

}

【8】拷贝赋值函数

使用已有的类对象，给另外一个已有的类对象赋值

系统默认提供一个拷贝赋值函数

本质：赋值运算符的重载

i）格式

类名 &operator=(const 类名&other)

{

 //函数体

}

ii)代码

#include <iostream>


using namespace std;

class Stu

{

   string name;

   int *p;

public:


   //深拷贝赋值函数

   Stu &operator=(const Stu &other)

   {

       name = other.name;

       *p = *(other.p);

       cout << "Stu的拷贝赋值函数" << endl;

       return *this;

   }

   Stu():p(new int)   //保证指针成员，指向堆区的空间

   {

       cout << "堆区申请的空间为:" << p << endl;

       cout << "Stu的无参构造" << endl;

   }

   Stu(string name,int p):name(name),p(new int(p))

   {

   }

   ~Stu()

   {

       cout << "准备释放堆区的空间：" << p << endl;

       delete p;


       cout << "Stu的析构函数" << endl;

   }


   //使用同类其他对象的指针成员解引用后的值，给自己的指针成员的内容初始化

   Stu(Stu &other):name(other.name),p(new int(*(other.p)))

   {

       /*this->name = other.name;

       this->p = new int(*(other.p));*/

       cout << "Stu的拷贝构造" << endl;

   }

   void show();

};

void Stu::show()

{

   cout << "name= " << name << endl;

   cout << "p= " << p << endl;

   cout << "*p= " << *p << endl;

}

int main()

{

   Stu s1("zhangsan",18);

   cout << "s1的show:" << endl;

   s1.show();

   Stu s2;

   s2 = s1;

   cout << "s2的show:" << endl;

   s2.show();

   return 0;

}


【9】匿名对象

没有对象名，通过类名实例化出来的对象，类名();

Stu()；生命周期更短

  1. 全局函数传参
  2. 类数组赋值     //int a=9,b=7,c=8;    int arr[3]={a,b,c};   //int arr[3]={9,7,8};
  3. 临时调用类中的成员函数
  4. 给新的类对象赋值

#include <iostream>


using namespace std;

class Stu

{

   string name;

   int *p;

public:


   //深拷贝赋值函数

   Stu &operator=(const Stu &other)

   {

       name = other.name;

       *p = *(other.p);

       cout << "Stu的拷贝赋值函数" << endl;

       return *this;

   }

   Stu():p(new int)   //保证指针成员，指向堆区的空间

   {

       cout << "堆区申请的空间为:" << p << endl;

       cout << "Stu的无参构造" << endl;

   }

   Stu(string name,int p):name(name),p(new int(p))

   {

   }

   ~Stu()

   {

       cout << "准备释放堆区的空间：" << p << endl;

       delete p;


       cout << "Stu的析构函数" << endl;

   }


   //使用同类其他对象的指针成员解引用后的值，给自己的指针成员的内容初始化

   Stu(const Stu &other):name(other.name),p(new int(*(other.p)))

   {

       /*this->name = other.name;

       this->p = new int(*(other.p));*/

       cout << "Stu的拷贝构造" << endl;

   }

   void show();

};

void Stu::show()

{

   cout << "name= " << name << endl;

   cout << "p= " << p << endl;

   cout << "*p= " << *p << endl;

}


void fun(Stu s1)

{

   cout << "调用成功" << endl;

}

int main()

{

   //1、使用匿名对象用做全局函数传参

   fun(Stu());   //匿名对象的生命周期，只在定义语句的位置，是一个临时值

   

   //2、想要临时使用类中的成员函数

   Stu().show();


   //3、给类对象的数组赋值

   Stu arr[3]={Stu("zhangsan",8),Stu("lisi",19),Stu("xiaoming",20)};


   //4、给新的类对象赋值

   Stu s3(Stu("zhangsan",18));

   return 0;

}

【10】C++中结构体和C的区别以及C++中结构体和类的区别

  1. C中定义需要加struct，C++中可以不加struct
  2. C++中结构体可以有访问权限的控制（public、private、protected）
  3. C++中结构体可以继承
  4. C++中结构体可以封装函数
  5. C++中结构体内可以定义另外一个结构体声明(类型)

结构体和类的区别：

  1. 使用场合不同，类适用于某一类对象属性和方法的封装，结构体用于某种数据结构的实现
  2. 类中默认private，结构体中默认是public
  3. 类默认是私有继承，结构体默认是共有继承
  4. 类的封装性比结构体的封装性更好
文章标签：
C++
关键词：
C++类
C++学习
C++类学习
C++基础知识
笨笨小乌龟
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