C++基础速通笔记-下（持续补充）

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2024/11/4 写

速通笔记-上：C++基础速通笔记-上（持续补充）-优快云博客

一、虚函数

1.1虚函数与多态

虚函数

虚函数在基类中声明（在基类函数的声明前加上virtual关键字即可），并且在派生类中可以被重写（Override）
Son类中的print()函数没有virtual关键字，但因为它在基类Parent中已经被声明为虚函数，所以它自动成为虚函数。

动态多态性

动态多态性是通过 虚函数 和指针或引用实现的。在运行时，根据对象的实际类型来决定调用哪个函数。
在main()函数中，通过基类指针调用虚函数：（ ·首先，pparent是一个指向Parent类对象的指针，调用pparent->print()会调用Parent类的print()函数，因为pparent实际指向的是Parent类的对象。 ·然后，parent是一个指向Parent类对象的指针，但它实际上指向的是Son类的对象（通过new Son()创建）。当调用parent->print()时，由于print()是虚函数，C++ 会根据对象的实际类型（即Son类）来决定调用Son类的print()函数。）

输出：

*注：
·构造函数不能是虚函数，因为构造函数执行时，对象的类型尚未完全确定（即对象还未完全构造出来。构造函数的目的是初始化对象，而虚函数的目的是实现多态行为。

1.2抽象类与纯虚函数

·抽象类：类中的每个函数前面都有virtual

·抽象类的主要作用是作为一个基类，用于定义一组接口（即一组纯虚函数），这些接口将由派生类通过提供具体实现来继承和实现。由于抽象类不能实例化（不能用来创建对象），它通常用作基类来指导派生类的设计和实现。

·抽象类通常用于定义一组操作的规范，这些操作将由派生类根据具体情况来实现。

·纯虚函数：类里面的函数就是纯虚函数，函数声明的末尾加上= 0。它不需要（也不允许）在基类中提供实现。

·纯虚函数是面向对象编程中用于定义接口的一个关键概念。主要目的是强制要求从该类派生的所有子类都必须提供该函数的具体实现，从而确保派生类具有特定的行为或功能。

*注：

·静态数据是继承的

·虚函数被继承后依然是虚函数

Human* man = new Man;

这里使用了基类指针Human*来指向派生类对象Man，这是多态性的体现

运行结果

当运行这段代码时，首先会调用man->empty()，输出empty并返回 0。
然后调用man->print()，输出输出。

empty
输出

1.3虚析构函数

为了析构完整，给析构函数加上virtual，不然出现内存问题——因为如果析构函数不是虚函数，当通过Parent*指针删除对象时，只会调用Parent类的析构函数，而不会调用Son类的析构函数。

输出：

*一些补充

Parent* parent = new Son; ：

是一种常见的涉及多态和继承的操作——声明了一个指向Parent类型的指针parent，然后通过new操作符创建了一个Son类的对象，并将这个对象的地址赋给parent指针。

内存分配

new Son：这部分在堆上分配了足够的内存来存储一个Son类的对象，并调用Son类的构造函数来初始化这个对象。（这块内存空间的大小是由Son类的大小决定的，它包括Son类自身定义的数据成员所占用的空间，以及从Parent类（如果Son继承自Parent）继承来的数据成员所占用的空间。

对象创建

在分配内存之后，new操作符会调用Son类的构造函数来初始化这块内存中的对象。如果Son类没有显式定义构造函数，编译器会提供一个默认构造函数。这个默认构造函数会按照数据成员的声明顺序来初始化它们。
由于Son类继承自Parent类，在创建Son类对象时，会先调用Parent类的构造函数。在Parent类中
如果Son类有自己的构造函数，这个构造函数会执行用户定义的初始化操作。例如，如果Son类的构造函数接受参数来初始化sonData，那么在创建对象时可以这样写：Son* son = new Son(5);，这里5就是传递给构造函数用来初始化sonData的参数。
new操作符返回的是一个指向新创建对象的指针。在Parent* parent = new Son;这个语句中，虽然声明的指针类型是Parent*，但实际上这个指针指向的是一个Son类的对象。这个指针可以用来操作对象。由于Son是Parent的子类，通过Parent*指针可以调用Parent类中定义的函数（如果这些函数不是纯虚函数），也可以调用Son类中重写的函数（如果存在多态）——如果派生类没有重写纯虚函数，那么试图通过基类指针调用纯虚函数会导致编译错误（因为抽象类的纯虚函数不能被调用，除非在派生类中实现了它）
由于Son是Parent的子类，Son类的对象通常会包含Parent类的所有成员（加上Son类自己特有的成员）
总结：当执行new Son时，首先会调用Parent类的构造函数，然后调用Son类的构造函数。这样确保了对象的所有数据成员（包括从基类继承的数据成员）都被正确初始化——new Son操作就是在堆内存中分配空间、构造Son类的对象，并返回指向该对象的指针。

多态行为

这种赋值方式允许通过Parent类型的指针来操作Son类的对象，这是多态的基础。
例如，如果Parent类有一个虚函数void doSomething()，并且Son类重写了这个虚函数，那么通过parent指针调用doSomething()时，会根据对象的实际类型（这里是Son）来调用Son类中的doSomething()实现，而不是Parent类中的实现。
代码中的多态性通过虚函数的定义和重写，以及通过基类指针调用这些虚函数来实现。这种机制使得程序能够在运行时根据对象的实际类型来决定调用哪个函数，从而实现了不同对象对同一函数调用做出不同响应的多态行为。

二、IO流

2.1介绍

2.2IO流类

2.3IO流对象

2.4C++提供的函数

更多详解：C++IO流详解_c++的流是什么-优快云博客

1.示例1：标准输入输出流

#include <iostream>
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
int main() {
    char name[5];
    std::cin >> name;
    std::cout << name << std::endl;
    // 处理输入缓冲区
    std::cin.ignore();
    std::cout << "请重新输入：";
    std::cin.get(name, 5);
    std::cout << name << std::endl;
    return 0;
}

输出：

test
请重新输入：
more

处理输入缓冲区

std::cin.ignore();用于忽略输入缓冲区中的一个字符。通常在这里用于处理第一次输入后可能残留的换行符等字符，以确保后续的输入操作不受干扰。

第二次输入和输出（避免潜在问题）

std::cin.get(name, 5);再次从标准输入读取最多 4 个字符到name数组中。

区别一：对空白字符的处理
- std::cin >> name在读取输入时，遇到空白字符（如空格、制表符、换行符）会停止读取。
- 例如，如果用户输入 “a b c”，使用std::cin >> name只会读取 “a” 并存储到name数组中。
- 而std::cin.get(name, 5)会读取包括空白字符在内的最多 4 个字符。如果用户输入 “a b c”，使用std::cin.get(name, 5)会读取 “a b c”（如果输入的字符总数不超过 4 个）并存储到name数组中。
区别二：缓冲区处理
- std::cin >> name在某些情况下可能会在输入缓冲区中留下未处理的字符，尤其是当输入的内容超出了目标变量的存储能力时。
- 例如，如果用户输入了一个较长的字符串，超出了name数组的长度，std::cin >> name可能只会读取部分字符并存储到name数组中，但输入缓冲区中可能还残留着未被读取的字符。这导致后续的输入操作受到影响。
- std::cin.get(name, 5)在处理缓冲区方面更加稳健。它可以确保读取指定数量的字符，并在必要时处理输入缓冲区中的剩余字符。例如，如果用户输入了一个较长的字符串，超出了name数组的长度，std::cin.get(name, 5)会读取前 4 个字符并存储到name数组中，同时会正确处理输入缓冲区中的剩余字符，避免对后续的输入操作产生干扰。

重载形式的提供者

C++ 标准库中，istream类（cin是istream类的一个对象）的开发者提供了cin.get的多种重载形式。这些重载函数是 C++ 标准库已经定义好的。作为库的使用者，只需要根据自己的需求调用合适的cin.get重载形式即可

cin.get重载

cin.get有多种重载形式，其中与cin.get(name, 5)相关的重载形式是istream& get(char* s, streamsize n);

这里char* s表示指向字符数组的指针，streamsize n表示要读取的最大字符数——这个函数的功能是从输入流中读取最多 n - 1 个字符到 s 所指向的字符数组中，并自动在末尾添加 '\0' 以形成 C 风格字符串。它返回对输入流的引用，这使得可以进行链式调用。

与其他重载形式的对比

·与int get();对比：

int get();这个重载形式是从输入流中读取一个字符，并返回其 ASCII 码值。如果遇到文件末尾（EOF），则返回EOF（通常是 - 1）。它主要用于逐个字符的读取——而cin.get(name, 5)是用于读取多个字符并形成字符串。
例如，int ch = cin.get();是读取一个字符并获取其 ASCII 码，而cin.get(name, 5)是读取多个字符到一个数组。

·与istream& get(char& c);对比：

istream& get(char& c);这个重载形式是读取一个字符并存储到引用参数c所指向的变量中。它主要用于读取单个字符并存储到指定的变量 ——而cin.get(name, 5)是用于读取多个字符到一个数组。
例如，char ch; cin.get(ch);是读取一个字符存储到ch变量中，而cin.get(name, 5)是读取多个字符存储到name数组中。

函数名相同

cin.get的不同形式都使用了相同的函数名get。在 C++ 中，只要函数名相同并且在同一个作用域内，就有可能是重载。

*（总结）参数列表不同

int get();：没有参数，用于获取一个字符的 ASCII 码值。
istream& get(char& c);：有一个char类型的引用参数，用于将读取的一个字符存储到该引用所指向的变量中。
istream& get(char* s, streamsize n);：有一个char指针参数和一个表示数量的streamsize参数，用于将多个字符读取到字符数组中。
这些不同的参数列表符合 C++ 中函数重载的定义。函数重载允许在同一个类（istream类）中定义多个同名函数，只要它们的参数列表在参数个数、参数类型或者参数顺序上有所不同。在处理不同类型的用户输入（如单个字符选择、字符串输入等）时，可以根据具体情况选择最合适的cin.get重载形式来确保正确的输入操作。

*注：

·当写成std::cin时，std是命名空间的名称。::是作用域解析运算符，用于指定cin在std命名空间中。这种写法明确地指出了cin的来源，即它是std命名空间中的cin对象。（使用using namespace std;时省略）

2.示例2：格式控制符

cout<<setiosflages(ios::left) //左对齐
    <<setw(8)<<"姓名" //"姓名在左对齐占8个字节"
    <<setw(8)<<"性别"
    <<setw(8)<<"年龄"<<endl;

三、文件操作

3.1关于文件的头文件

3.2文件基本操作的函数

3.3文件操作初级

#include "标头.h"
#include<fstream> //文件可读可写的类

int main() {
    //打开文件
    fstream file;

    file.open("mm.text", ios::out | ios::in | ios::trunc); //ios::app追加
    //写文件
    file << "Loveyou" << " " << 1001;

    //读文件
    file.seekg(ios::beg);
    char str[10];
    int num;
    file >> str >> num;
    cout << str << ":" << num << endl;

    //关闭文件
    file.close();
    return 0;
}

流程：

头文件

#include <fstream>：这个头文件提供了对文件输入 / 输出流的支持，用于操作文件。
#include "标头.h"：这里引用了一个自定义的头文件，可能包含了一些程序需要的声明或定义。

文件流对象

fstream file;：定义了一个fstream类型的对象file。fstream是一个既能进行文件输入又能进行文件输出的文件流类。

打开文件

ios::out：以输出模式打开文件，用于写入数据。
ios::in：以输入模式打开文件，用于读取数据。
ios::trunc：如果文件存在，截断文件（删除原有内容）。如果文件不存在，则创建新文件。
注：这里的ios::app是追加模式，在原代码中被注释掉了。如果使用ios::app，数据将被追加到文件末尾，而不是覆盖原有内容。

写入文件

使用<<运算符向文件中写入数据。这里写入了字符串"Loveyou"和整数1001，中间用空格隔开。

读取文件

file.seekg(ios::beg);
- seekg函数用于设置文件读取位置。ios::beg表示将读取位置设置到文件开头。
char str[10];和int num;
- 定义了一个字符数组str和一个整数num，用于存储从文件中读取的数据。
file >> str >> num;
- 使用>>运算符从文件中读取数据。先读取字符串到str中，再读取整数到num中。

关闭文件

关闭文件流。用于释放与文件相关的资源。

*注：

ios::trunc的作用
- 文件存在时
  - 当使用ios::trunc模式打开文件时，如果文件已经存在，那么文件中的原有内容将被删除，文件大小变为 0 字节。这就像是把文件 “截断” 了，只保留了文件的元信息（如文件名、权限等），而文件中的数据被清空。
- 文件不存在时
  - 如果文件不存在，使用ios::trunc模式打开文件会创建一个新的空文件。这是因为ios::trunc模式本身包含了创建文件的功能，当找不到文件时，它会创建一个新的文件来满足后续的操作需求。
- 示例代码中的体现
  - 在file.open("mm.text", ios::out | ios::in | ios::trunc);这行代码中，ios::trunc与ios::out（输出模式）和ios::in（输入模式）一起使用。这意味着程序试图以既可以读又可以写的方式打开mm.text文件，并且如果文件存在，会先清空文件内容。
ios::app的作用
- 追加模式
  - 当使用ios::app模式打开文件时，无论文件是否存在，所有写入文件的操作都会将数据追加到文件的末尾。这意味着不会覆盖文件中已有的内容。
  - 例如，如果文件中已经有了一些数据，使用ios::app模式打开后写入新的数据，新数据会被添加到文件原数据的后面。
- 与ios::trunc的对比
  - 与ios::trunc不同，ios::app不会删除文件中的原有内容。ios::trunc是先清空文件再进行操作，而ios::app是在文件现有内容的基础上添加新内容。
- 示例代码中的体现
  - 在原代码中ios