本文介绍了C++中的内存分区，包括代码区、全局区、栈区和堆区的特性和用途。接着详细讲解了类和对象的概念，包括成员函数、访问权限、构造函数和析构函数，强调了封装的重要性。还探讨了继承的概念，多态的实现以及抽象类和纯虚函数的角色。此外，还提到了动态内存管理中的new和delete操作，以及对象初始化和清理的规则。
1 内存分区模型
一般来说有三个地方可以定义变量：
在函数或一个代码块内部声明的变量，称为局部变量。
在函数参数的定义中声明的变量，称为形式参数。
在所有函数外部声明的变量，称为全局变量。
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
C++程序在执行时，将内存大方向划分为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
1.1 程序运行前
在程序编译后，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
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：
由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
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
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
2 类和对象
通常被称为用户定义的类型
类用于指定对象的形式，它包含了数据表示法和用于处理数据的方法。类中的数据和方法称为类的成员。函数在一个类中被称为类的成员。
2.1类
定义一个类，本质上是定义一个数据类型的蓝图。它定义了类的对象包括了什么，以及可以在这个对象上执行哪些操作。
类定义是以关键字 class 开头，后跟类的名称。类的主体是包含在一对花括号中。类定义后必须跟着一个分号或一个声明列表。
2.2对象
类提供了对象的蓝图，因此对象是根据类来创建的。声明类的对象，就像声明基本类型的变量一样。下面的语句声明了类 Box 的两个对象：
案例：
//定义类
class Box
{
public:
double length; // 盒子的长度
double breadth; // 盒子的宽度
double height; // 盒子的高度
};
//声明对象
Box Box1; // 声明 Box1，类型为 Box
Box Box2; // 声明 Box2，类型为 Box
2.3 访问数据成员
类的对象的公共数据成员可以使用直接成员访问运算符 . 来访问。但私有的成员和受保护的成员不能使用直接成员访问运算符 (.) 来直接访问。
案例：
#include <iostream>
using namespace std;
class Box
{
public:
double length; // 长度
double breadth; // 宽度
double height; // 高度
// 成员函数声明
double get(void);
void set( double len, double bre, double hei );
};
// 成员函数定义
double Box::get(void)
{
return length * breadth * height;
}
void Box::set( double len, double bre, double hei)
{
length = len;
breadth = bre;
height = hei;
}
int main( )
{
Box Box1; // 声明 Box1，类型为 Box
Box Box2; // 声明 Box2，类型为 Box
Box Box3; // 声明 Box3，类型为 Box
double volume = 0.0; // 用于存储体积
// box 1 详述
Box1.height = 5.0;
Box1.length = 6.0;
Box1.breadth = 7.0;
// box 2 详述
Box2.height = 10.0;
Box2.length = 12.0;
Box2.breadth = 13.0;
// box 1 的体积
volume = Box1.height * Box1.length * Box1.breadth;
cout << "Box1 的体积：" << volume <<endl;
// box 2 的体积
volume = Box2.height * Box2.length * Box2.breadth;
cout << "Box2 的体积：" << volume <<endl;
// box 3 详述
Box3.set(16.0, 8.0, 12.0);
volume = Box3.get();
cout << "Box3 的体积：" << volume <<endl;
return 0;
}
2.4 类 & 对象详解
概念 | 描述 |
类的成员函数是指那些把定义和原型写在类定义内部的函数，就像类定义中的其他变量一样。 | |
类成员可以被定义为 public、private 或 protected。默认情况下是定义为 private。 | |
类的构造函数是一种特殊的函数，在创建一个新的对象时调用。类的析构函数也是一种特殊的函数，在删除所创建的对象时调用。 | |
拷贝构造函数，是一种特殊的构造函数，它在创建对象时，是使用同一类中之前创建的对象来初始化新创建的对象。 | |
友元函数可以访问类的 private 和 protected 成员。 | |
通过内联函数，编译器试图在调用函数的地方扩展函数体中的代码。 | |
每个对象都有一个特殊的指针 this，它指向对象本身。 | |
指向类的指针方式如同指向结构的指针。实际上，类可以看成是一个带有函数的结构。 | |
类的数据成员和函数成员都可以被声明为静态的。 |
2.5 类成员函数
类的成员函数是指把定义和原型写在类定义内部的函数，就像类定义中的其他变量一样。类成员函数是类的一个成员，它可以操作类的任意对象，可以访问对象中的所有成员。
成员函数可以定义在类定义内部，或者单独使用范围解析运算符 :: 来定义。在类定义中定义的成员函数把函数声明为内联的，即便没有使用 inline 标识符。
案例：
class Box
{
public:
double length; // 长度
double breadth; // 宽度
double height; // 高度
double getVolume(void)
{
return length * breadth * height;
}
};
--------------------------------------------------------------------
//在类的外部使用范围解析运算符 :: 定义该函数
double Box::getVolume(void)
{
return length * breadth * height;
}
--------------------------------------------------------------------
//调用成员函数是在对象上使用点运算符（.），这样它就能操作与该对象相关的数据
Box myBox; // 创建一个对象
myBox.getVolume(); // 调用该对象的成员函数3 封装
3.1 封装的意义
封装是C++面向对象三大特性之一
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 };
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
案例：
//三种权限
//公共权限 public 类内可以访问 类外可以访问
//保护权限 protected 类内可以访问 类外不可以访问
//私有权限 private 类内可以访问 类外不可以访问
class Person
{
//姓名 公共权限
public:
string m_Name;
//汽车 保护权限
protected:
string m_Car;
//银行卡密码 私有权限
private:
int m_Password;
public:
void func()
{
m_Name = "张三";
m_Car = "拖拉机";
m_Password = 123456;
}
};
int main() {
Person p;
p.m_Name = "李四";
//p.m_Car = "奔驰"; //保护权限类外访问不到
//p.m_Password = 123; //私有权限类外访问不到
system("pause");
return 0;
}3.2struct和class区别
在C++中 struct和class唯一的**区别**就在于 默认的访问权限不同
区别：
* struct 默认权限为公共
* class 默认权限为私有
3.3成员属性设置为私有
优点1：将所有成员属性设置为私有，可以自己控制读写权限
优点2：对于写权限，我们可以检测数据的有效性
C++面向对象的三大特性为：封装、继承、多态
C++认为万事万物都皆为对象，对象上有其属性和行为
具有相同性质的对象，我们可以抽象称为类，人属于人类，车属于车类
3.4 对象的初始化和清理
对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题
一个对象或者变量没有初始状态，对其使用后果是未知
同样的使用完一个对象或变量，没有及时清理，也会造成一定的安全问题
c++利用了构造函数和析构函数解决上述问题，这两个函数将会被编译器自动调用，完成对象初始化和清理工作。
对象的初始化和清理工作是编译器强制要我们做的事情，因此如果我们不提供构造和析构，编译器会提供
3.5构造函数语法：类名(){}
构造函数，没有返回值也不写void
函数名称与类名相同
构造函数可以有参数，因此可以发生重载
程序在调用对象时候会自动调用构造，无须手动调用,而且只会调用一次
3.6析构函数语法： ~类名(){}
析构函数，没有返回值也不写void
函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~
析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载
程序在对象销毁前会自动调用析构，无须手动调用,而且只会调用一次
3.7构造函数的分类及调用
两种分类方式：
按参数分为： 有参构造和无参构造
按类型分为： 普通构造和拷贝构造
三种调用方式：
括号法
显示法
隐式转换法
//1、构造函数分类
// 按照参数分类分为 有参和无参构造 无参又称为默认构造函数
// 按照类型分类分为 普通构造和拷贝构造
class Person {
public:
//无参（默认）构造函数
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
}
//有参构造函数
Person(int a) {
age = a;
cout << "有参构造函数!" << endl;
}
//拷贝构造函数
Person(const Person& p) {
age = p.age;
cout << "拷贝构造函数!" << endl;
}
//析构函数
~Person() {
cout << "析构函数!" << endl;
}
public:
int age;
};
//2、构造函数的调用
//调用无参构造函数
void test01() {
Person p; //调用无参构造函数
}
//调用有参的构造函数
void test02() {
//2.1 括号法，常用
Person p1(10);
//注意1：调用无参构造函数不能加括号，如果加了编译器认为这是一个函数声明
//Person p2();
//2.2 显式法
Person p2 = Person(10);
Person p3 = Person(p2);
//Person(10)单独写就是匿名对象 当前行结束之后，马上析构
//2.3 隐式转换法
Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10);
Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4);
//注意2：不能利用 拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器认为是对象声明
//Person p5(p4);
}
int main() {
test01();
//test02();
system("pause");
return 0;
}3.8 拷贝构造函数调用时机
C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况
使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
值传递的方式给函数参数传值
以值方式返回局部对象
3.9 构造函数调用规则
默认情况下，c++编译器至少给一个类添加3个函数
1．默认构造函数(无参，函数体为空)
2．默认析构函数(无参，函数体为空)
3．默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝
构造函数调用规则如下：
如果用户定义有参构造函数，c++不在提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造
如果用户定义拷贝构造函数，c++不会再提供其他构造函数
3.10类对象作为类成员
C++类中的成员可以是另一个类的对象，我们称该成员为 对象成员
//B类中有对象A作为成员，A为对象成员
class A {}
class B
{
A a；
}
那么当创建B对象时，A与B的构造和析构的顺序是谁先谁后？
当类中成员是其他类对象时，我们称该成员为 对象成员
构造的顺序是 ：先调用对象成员的构造，再调用本类构造
析构顺序与构造相反
3.11 静态成员
静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static，称为静态成员
静态成员分为：
静态成员变量
所有对象共享同一份数据
在编译阶段分配内存
类内声明，类外初始化
静态成员函数
所有对象共享同一个函数
静态成员函数只能访问静态成员变量
class Person
{
public:
static int m_A; //静态成员变量
//静态成员变量特点：
//1 在编译阶段分配内存
//2 类内声明，类外初始化
//3 所有对象共享同一份数据
private:
static int m_B; //静态成员变量也是有访问权限的
};
int Person::m_A = 10;
int Person::m_B = 10;
void test01()
{
//静态成员变量两种访问方式
//1、通过对象
Person p1;
p1.m_A = 100;
cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;
Person p2;
p2.m_A = 200;
cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; //共享同一份数据
cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;
//2、通过类名
cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;
//cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; //私有权限访问不到
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}class Person
{
public:
//静态成员函数特点：
//1 程序共享一个函数
//2 静态成员函数只能访问静态成员变量
static void func()
{
cout << "func调用" << endl;
m_A = 100;
//m_B = 100; //错误，不可以访问非静态成员变量
}
static int m_A; //静态成员变量
int m_B; //
private:
//静态成员函数也是有访问权限的
static void func2()
{
cout << "func2调用" << endl;
}
};
int Person::m_A = 10;
void test01()
{
//静态成员变量两种访问方式
//1、通过对象
Person p1;
p1.func();
//2、通过类名
Person::func();
//Person::func2(); //私有权限访问不到
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}3.12 C++对象模型
成员变量和成员函数分开存储
在C++中，类内的成员变量和成员函数分开存储
只有非静态成员变量才属于类的对象上
非静态成员变量占对象空间
静态成员变量不占对象空间
函数也不占对象空间，所有函数共享一个函数实例
静态成员函数也不占对象空间
class Person {
public:
Person() {
mA = 0;
}
//非静态成员变量占对象空间
int mA;
//静态成员变量不占对象空间
static int mB;
//函数也不占对象空间，所有函数共享一个函数实例
void func() {
cout << "mA:" << this->mA << endl;
}
//静态成员函数也不占对象空间
static void sfunc() {
}
};
int main() {
cout << sizeof(Person) << endl;
system("pause");
return 0;
}3.13 this指针概念
我们知道在C++中成员变量和成员函数是分开存储的
每一个非静态成员函数只会诞生一份函数实例，也就是说多个同类型的对象会共用一块代码
那么问题是：这一块代码是如何区分那个对象调用自己的呢？
c++通过提供特殊的对象指针，this指针，解决上述问题。this指针指向被调用的成员函数所属的对象
this指针是隐含每一个非静态成员函数内的一种指针
this指针不需要定义，直接使用即可
this指针的用途：
当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分
在类的非静态成员函数中返回对象本身，可使用return *this
//定义一个Person的类。有一个构造函数和成员变量age。
class Person
{
public:
Person(int age)
{
//1、当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分
this->age = age;
}
//PersonAddPerson函数的作用是：
//将传入的Person类型对象的年龄方向加在当前对象的年龄方向上，并返回当前对象本体。
Person& PersonAddPerson(Person p)
{
this->age += p.age;
//返回对象本身
return *this;
}
int age;
};
void test01()
{
Person p1(10);
cout << "p1.age = " << p1.age << endl;
Person p2(10);
p2.PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1);
cout << "p2.age = " << p2.age << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}首先创建一个Person对象p1，将其年初开始化为10。
输出当之前p1对象的年月。
创造另一个Person对象p2，将其年始也初化为10。
调用p2的PersonAddPerson函数三次，每次传入的参数都是p1。
最后输出当之前p2对象的年月。
总而言之，这段代号的主要作用就是表现对象之间的成员数调使用和对象本体的相关操作。
3.14 const修饰成员函数
常函数：
成员函数后加const后我们称为这个函数为常函数
常函数内不可以修改成员属性
成员属性声明时加关键字mutable后，在常函数中依然可以修改
常对象：
声明对象前加const称该对象为常对象
常对象只能调用常函数
3.15 友元
友元的目的就是让一个函数或者类 访问另一个类中私有成员
友元的关键字为 friend
友元的三种实现
全局函数做友元
类做友元
成员函数做友元
4 继承
继承是面向对象三大特性之一
继承是面向对象程序设计中最重要的一个概念。继承允许我们依据另一个类来定义一个类，这使得创建和维护一个应用程序变得更容易。这样做，也达到了重用代码功能和提高执行效率的效果。
当创建一个类时，您不需要重新编写新的数据成员和成员函数，只需指定新建的类继承了一个已有的类的成员即可。这个已有的类称为基类，新建的类称为派生类。
示意图：
// 基类
class Animal {
// eat() 函数
// sleep() 函数
};
//派生类
class Dog : public Animal {
// bark() 函数
};4.1继承方式：
继承的语法：class 子类 : 继承方式 父类
继承方式一共有三种：
公共继承
保护继承
私有继承
例如：
class B : public A;
A 类称为父类 或 基类
B 类称为子类 或 派生类
class Base1
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
//公共继承
class Son1 :public Base1
{
public:
void func()
{
m_A; //可访问 public权限
m_B; //可访问 protected权限
//m_C; //不可访问
}
};
void myClass()
{
Son1 s1;
s1.m_A; //其他类只能访问到公共权限
}
//保护继承
class Base2
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
class Son2:protected Base2
{
public:
void func()
{
m_A; //可访问 protected权限
m_B; //可访问 protected权限
//m_C; //不可访问
}
};
void myClass2()
{
Son2 s;
//s.m_A; //不可访问
}
//私有继承
class Base3
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
class Son3:private Base3
{
public:
void func()
{
m_A; //可访问 private权限
m_B; //可访问 private权限
//m_C; //不可访问
}
};
class GrandSon3 :public Son3
{
public:
void func()
{
//Son3是私有继承，所以继承Son3的属性在GrandSon3中都无法访问到
//m_A;
//m_B;
//m_C;
}
};继承的好处：可以减少重复的代码
派生类中的成员，包含两大部分：
一类是从基类继承过来的，一类是自己增加的成员。
从基类继承过过来的表现其共性，而新增的成员体现了其个性。
4.2继承中的对象模型
父类中私有成员也是被子类继承下去了，只是由编译器给隐藏后访问不到
class Base
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C; //私有成员只是被隐藏了，但是还是会继承下去
};
//公共继承
class Son :public Base
{
public:
int m_D;
};
void test01()
{
cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}4.3访问控制和继承
派生类可以访问基类中所有的非私有成员。因此基类成员如果不想被派生类的成员函数访问，则应在基类中声明为 private。
我们可以根据访问权限总结出不同的访问类型，如下所示：
访问 | public | protected | private |
同一个类 | yes | yes | yes |
派生类 | yes | yes | no |
外部的类 | yes | no | no |
4.4 继承中构造和析构顺序
子类继承父类后，当创建子类对象，也会调用父类的构造函数
class Base
{
public:
Base()
{
cout << "Base构造函数!" << endl;
}
~Base()
{
cout << "Base析构函数!" << endl;
}
};
class Son : public Base
{
public:
Son()
{
cout << "Son构造函数!" << endl;
}
~Son()
{
cout << "Son析构函数!" << endl;
}
};
void test01()
{
//继承中 先调用父类构造函数，再调用子类构造函数，析构顺序与构造相反
Son s;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;4.5 继承同名成员处理方式
访问子类同名成员 直接访问即可
访问父类同名成员 需要加作用域
子类和父类中有同名成员，子类成员将屏蔽父类对同名成员的直接访问，这种情况叫隐藏，也叫重定义。（在子类成员函数中，可以使用 基类::基类成员 显示访问）
函数名相同的函数成员互相构成隐藏关系，只要名字相同就会隐藏。而不会函数重载，函数重载：需要在同一作用域
class Base {
public:
Base()
{
m_A = 100;
}
void func()
{
cout << "Base - func()调用" << endl;
}
void func(int a)
{
cout << "Base - func(int a)调用" << endl;
}
public:
int m_A;
};
class Son : public Base {
public:
Son()
{
m_A = 200;
}
//当子类与父类拥有同名的成员函数，子类会隐藏父类中所有版本的同名成员函数
//如果想访问父类中被隐藏的同名成员函数，需要加父类的作用域
void func()
{
cout << "Son - func()调用" << endl;
}
public:
int m_A;
};
void test01()
{
Son s;
cout << "Son下的m_A = " << s.m_A << endl;
cout << "Base下的m_A = " << s.Base::m_A << endl;
s.func();
s.Base::func();
s.Base::func(10);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return EXIT_SUCCESS;
}4.6 继承中的作用域
在继承体系中基类和派生类都有独立的作用域。
子类和父类中有同名成员，子类成员将屏蔽父类对同名成员的直接访问，这种情况叫隐藏，也叫重定义。（在子类成员函数中，可以使用 基类::基类成员 显示访问）
需要注意的是如果是成员函数的隐藏，只需要函数名相同就构成隐藏。
注意在实际中在继承体系里面最好不要定义同名的成员。
// Student的_num和Person的_num构成隐藏关系，可以看出这样代码虽然能跑，但是非常容易混淆
class Person
{
protected :
string _name = "小李子"; // 姓名
int _num = 111; // 身份证号
};
class Student : public Person
{
public:
void Print()
{
cout<<" 姓名:"<<_name<< endl;
cout<<" 身份证号:"<<Person::_num<< endl;
cout<<" 学号:"<<_num<<endl;
}
protected:
int _num = 999; // 学号
};
void Test()
{
Student s1;
s1.Print();
};
// B中的fun和A中的fun不是构成重载，因为不是在同一作用域
// B中的fun和A中的fun构成隐藏，成员函数满足函数名相同就构成隐藏。
class A
{
public:
void fun()
{
cout << "func()" << endl;
}
};
class B : public A
{
public:
void fun(int i)
{
A::fun();//父类的作用域
cout << "func(int i)->" <<i<<endl;
}
};
void Test()
{
B b;
b.fun(10);
};
4.7 多继承语法
C++允许一个类继承多个类
语法：class 子类 ：继承方式 父类1 ， 继承方式 父类2...
访问修饰符继承方式是 public、protected 或 private 其中的一个，用来修饰每个基类，各个基类之间用逗号分隔，
多继承可能会引发父类中有同名成员出现，需要加作用域区分
class Base1 {
public:
Base1()
{
m_A = 100;
}
public:
int m_A;
};
class Base2 {
public:
Base2()
{
m_A = 200; //开始是m_B 不会出问题，但是改为mA就会出现不明确
}
public:
int m_A;
};
//语法：class 子类：继承方式 父类1 ，继承方式 父类2
class Son : public Base2, public Base1
{
public:
Son()
{
m_C = 300;
m_D = 400;
}
public:
int m_C;
int m_D;
};
//多继承容易产生成员同名的情况
//通过使用类名作用域可以区分调用哪一个基类的成员
void test01()
{
Son s;
cout << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl;
cout << s.Base1::m_A << endl;
cout << s.Base2::m_A << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}4.8基类和派生类对象赋值转换
在C++中，当派生类对象赋值给基类对象时，或者基类指针或基类的引用时，会发生基类和派生类的赋值转换。这个概念是对象多态性的基础，因为它可以允许我们在一个指针或引用的上下文中访问派生类对象而不必使用派生类型的名称。
可以理解为：派生类对象 可以赋值给 基类的对象 / 基类的指针 / 基类的引用 。这里有个形象的说法叫切片或者切割。寓意把派生类中父类那部分切来赋值过去。子类对象将父类对象内的值切割开，然后用单独的指针或引用指向它
基类对象不能赋值给派生类对象。
基类的指针或者引用可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针或者引用。但是必须是基类
的指针是指向派生类对象时才是安全的。
同时我们给出三种赋值方式
三种方式的赋值：
=符号
引用
指针
派生类对象到基类对象的赋值转换：可以将派生类对象直接赋值给基类对象，只会复制基类中的那一部分。
class Base {
public:
int base_member;
};
class Derived : public Base {
public:
int derived_member;
};
int main() {
Derived d{1, 2};
Base b = d; // 派生类对象d赋值给基类对象b（Base是Derived的基类）
std::cout << b.base_member << std::endl; // 输出 1
}派生类指针或引用到基类指针或引用的赋值转换：可以将一个指向派生类对象的指针或引用直接赋值给一个指向基类对象的指针或引用。
int main() {
Derived d{1, 2};
Base& b = d; // 派生类对象d的引用赋值给基类对象b（Base是Derived的基类）
std::cout << b.base_member << std::endl; // 输出 1
Base* pb = &d; // 派生类对象d的地址赋值给基类指针pb
std::cout << pb->base_member << std::endl; // 输出 1
}基类指向派生类对象的赋值转换：必须使用dynamic_cast操作符，以确保类型转换的正确性。
int main() {
Base* pb = new Derived{1, 2}; // 创建一个基类指针指向一个派生类对象
Derived* pd = dynamic_cast<Derived*>(pb); // 将基类指针向下转换为派生类指针
if (pd != nullptr) {
std::cout << pd->derived_member << std::endl; // 输出 2
}
}需要注意的是，基类指针或引用只能访问到派生类对象中继承自基类的部分；如果要访问派生类独有的成员，需要进行类型转换为派生类的指针或引用，或者使基类的某些函数是虚函数，这样可以使调用派生类对象的函数时，调用的是派生类中相应的函数。
5 多态
多态是面向对象的重要特性之一，它是一种行为的封装，就是不同对象对同一行为会有不同的状态。(举例 : 学生和成人都去买票时,学生会打折,成人不会)
多态按字面的意思就是多种形态。当类之间存在层次结构，并且类之间是通过继承关联时，就会用到多态。
C++ 多态意味着调用成员函数时，会根据调用函数的对象的类型来执行不同的函数。
5.1多态分类
多态是以封装和继承为基础的。在C++中多态分为静态多态（早绑定）和动态多态（晚绑定）两种，其中动态多态是通过虚函数实现，静态多态通过函数重载实现，
如果函数地址在编译阶段就能确定，那么静态联编
如果函数地址在运行阶段才能确定，就是动态联编
多态分为两类
静态多态: 函数重载 和 运算符重载属于静态多态，复用函数名
动态多态: 派生类和虚函数实现运行时多态
静态多态和动态多态区别：
静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址
动态多态的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定函数地址
class Animal
{
public:
//Speak函数就是虚函数
//函数前面加上virtual关键字，变成虚函数，那么编译器在编译的时候就不能确定函数调用了。
virtual void speak()
{
cout << "动物在说话" << endl;
}
};
class Cat :public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "小猫在说话" << endl;
}
};
class Dog :public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "小狗在说话" << endl;
}
};
//我们希望传入什么对象，那么就调用什么对象的函数
//如果函数地址在编译阶段就能确定，那么静态联编
//如果函数地址在运行阶段才能确定，就是动态联编
void DoSpeak(Animal & animal)
{
animal.speak();
}
//
//多态满足条件：
//1、有继承关系
//2、子类重写父类中的虚函数
//多态使用：
//父类指针或引用指向子类对象
void test01()
{
Cat cat;
DoSpeak(cat);
Dog dog;
DoSpeak(dog);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}总结：
多态满足条件
有继承关系
子类重写父类中的虚函数
多态使用条件
父类指针或引用指向子类对象
重写：函数返回值类型 函数名 参数列表 完全一致称为重写
5.2 纯虚函数和抽象类
虚函数 是在基类中使用关键字 virtual 声明的函数。在派生类中重新定义基类中定义的虚函数时，会告诉编译器不要静态链接到该函数。
在多态中，通常父类中不能对虚函数给出有意义的实现，主要都是调用子类重写的内容。因此可以将虚函数改为纯虚函数
我们想要的是在程序中任意点可以根据所调用的对象类型来选择调用的函数，这种操作被称为动态链接，或后期绑定。
纯虚函数语法：virtual 返回值类型 函数名 （参数列表）= 0 ;
当类中有了纯虚函数，这个类也称为抽象类
类中只要有一个纯虚函数就称为抽象类
抽象类无法实例化对象
子类必须重写父类中的纯虚函数，否则也属于抽象类
抽象类特点：
无法实例化对象
子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类
class Base
{
public:
//纯虚函数
//类中只要有一个纯虚函数就称为抽象类
//抽象类无法实例化对象
//子类必须重写父类中的纯虚函数，否则也属于抽象类
virtual void func() = 0;
};
class Son :public Base
{
public:
virtual void func()
{
cout << "func调用" << endl;
};
};
void test01()
{
Base * base = NULL;
//base = new Base; // 错误，抽象类无法实例化对象
base = new Son;
base->func();
delete base;//记得销毁
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}5.3 虚析构和纯虚析构
多态使用时，如果子类中有属性开辟到堆区，那么基类（父类）指针在释放时无法调用到派生类（子类）的析构代码
解决方式：将父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构
虚析构函数的主要作用是防止内存泄露。
定义一个基类的指针p，在delete p时，如果基类的析构函数是虚函数，这时只会看p所赋值的对象，如果p赋值的对象是派生类的对象，就会调用派生类的析构函数（毫无疑问，在这之前也会先调用基类的构造函数，再调用派生类的构造函数，然后调用派生类的析构函数，基类的析构函数，所谓先构造的后释放）；如果p赋值的对象是基类的对象，就会调用基类的析构函数，这样就不会造成内存泄露。
如果基类的析构函数不是虚函数，在delete p时，调用析构函数时，只会看指针的数据类型，而不会去看赋值的对象，这样就会造成内存泄露。
虚析构和纯虚析构共性：
可以解决父类指针释放子类对象
都需要有具体的函数实现
虚析构和纯虚析构区别：
如果是纯虚析构，该类属于抽象类，无法实例化对象
虚析构语法：
virtual ~类名(){}
纯虚析构语法：
virtual ~类名() = 0;
类名::~类名(){}
class Animal {
public:
Animal()
{
cout << "Animal 构造函数调用！" << endl;
}
virtual void Speak() = 0;
//析构函数加上virtual关键字，变成虚析构函数
//virtual ~Animal()
//{
// cout << "Animal虚析构函数调用！" << endl;
//}
virtual ~Animal() = 0;
};
Animal::~Animal()
{
cout << "Animal 纯虚析构函数调用！" << endl;
}
//和包含普通纯虚函数的类一样，包含了纯虚析构函数的类也是一个抽象类。不能够被实例化。
class Cat : public Animal {
public:
Cat(string name)
{
cout << "Cat构造函数调用！" << endl;
m_Name = new string(name);
}
virtual void Speak()
{
cout << *m_Name << "小猫在说话!" << endl;
}
~Cat()
{
cout << "Cat析构函数调用!" << endl;
if (this->m_Name != NULL) {
delete m_Name;
m_Name = NULL;
}
}
public:
string *m_Name;
};
void test01()
{
Animal *animal = new Cat("Tom");
animal->Speak();
//通过父类指针去释放，会导致子类对象可能清理不干净，造成内存泄漏
//怎么解决？给基类增加一个虚析构函数
//虚析构函数就是用来解决通过父类指针释放子类对象
delete animal;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}总结：
1. 虚析构或纯虚析构就是用来解决通过父类指针释放子类对象
2. 如果子类中没有堆区数据，可以不写为虚析构或纯虚析构
3. 拥有纯虚析构函数的类也属于抽象类
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