侯捷C++视频笔记——C++面向对象高级编程（上）

C++面向对象高级编程（上）

01、C++编程简介

学习目标：

1.学习良好的编写C++类的形式，包括两种，分别是无指针成员类(如Complex)和有指针成员类(如String)
2.学习类之间的关系，即继承，复合和委托。

02、头文件和类的声明

1.C和C++在数据和函数的区别：

C中存在数据以及函数，函数用来处理数据。缺点是缺少关键字管理数据，数据均为全局，难以作限制
C++中通过类将数据和函数包在一起，以类为个体来创建对象。是面向对象的语言。

2.防卫式声明:

#ifndef _name_
#define _name_
//本体
#endif

优点：防止多次引入同一个文件

3.初识模板

因为可能存在不同的参数类型，所以通过template可以简化很多编写重载操作

03、构造函数

1.inline内联函数

在class内部定义的函数，自动声明为inline，在外部生命的函数在前面加上inline也可以手动声明为inline。不过具体能不能成为inline函数要看编译器。
inline的优点是相对于普通函数更快，一般来说能声明为inline都声明为inline。

2.访问级别

函数一般放在public，数据一般放在private，如果要访问数据，可以在public写单独的获取数据的函数以访问数据。

3.构造函数

学会使用初始化队列来初始化一个对象的数据

使用初始化队列初始化和在{}使用赋值语句(如下图)的区别：

不一样，前者是在初始化，第二个是在赋值，前者更加规范，而且效率更高，也会避免一些错误。比如说有些必须初始化的元素（比如引用），使用赋值可能留下隐患（引用必须在声明时初始化）。

4.函数重载

函数重载仅与以下参数有关:

1.函数名称。函数重载需要函数名称相同
2.函数参数。函数重载需要不同的函数参数列表，列表可以是类型不同，数量不同等

同时也需要注意这些问题

1.如果只有返回值类型不同则不会构成重载
2.对于每种参数，必须要有优先级区分，不然会造成二义性调用。

3.函数重载的参数顺序也会构成重载

04、参数传递与返回值

1.放在private区的构造函数

说明外界不能调用来创建这个类的对象。
如果是这样的形式，那么这个类可能会是一个单例，即这个类仅允许存在一个它的对象。

2.常量成员函数const

如果这个函数内部不会改变数据，那么这个函数应当声明为const。比如下面两个函数仅仅是读取放在private区域的值，就声明为const

如果不声明为const，那么遇到下面这种情况，即声明了这个类的一个const对象时，如果调用了非const的函数，那么就会报错，即留下了隐患。

3.参数传递：值传递和引用传递

1.为什么我们尽量使用引用传递：

如果进行值传递，那么函数会将这个需要传的值本身全部压栈，如果这个值本身很大，那么必然会花费不少时间和空间。
然而，如果进行引用传递，那么不论这个传递的值本身多大，函数也只会传递一个指针大小的值过去（引用实际上就是使用指针实现的），即使这个值本身很大，它的时间和空间复杂度也没有变化。
所以我们需要养成习惯，如果可以的话，尽量使用引用传递

2.如何判断我们能否使用引用传递

因为对引用进行修改会对初始值也造成修改，如果我们不需要对传入值进行修改的话，应该添加const。
如果确定要对引用传递进行修改，切记它也会对原本的对象进行修改。

4.返回传递：值返回和引用返回

为什么我们尽量使用引用返回：基本同参数传递。剩下原因的将在下一章操作符重载中详细介绍

5.友元Friend

1.用法及定义：在类中声明为friend的函数，可以直接访问这个类的私有成员。

2.通过相同class生成的对象，这些对象之间默认互为友元

如图，c2可以直接访问c1（即直接通过点运算符）的成员，而不是通过函数返回值获取成员

6.传值和传引用的易错点

1.应当注意返回值是不是一个临时声明在函数内部的变量

如果返回值是临时创建在函数内部的话，因为它的生命会在函数运行结束之后终止并死亡，所以如果对一个被销毁的对象传引用的话，那么必然会发生错误。

05、操作符重载和临时对象

1.成员函数this

定义：所有的成员函数一定带着一个隐藏的函数参数，叫做this。这个this永远指向函数调用者，并且无法被更改，同时也不能显式的写在参数列表当中，仅能直接使用。

上图函数实际隐藏了参数this，完整函数应该如下

如果调用这个函数重载，那么c2将作为参数this，c1将作为参数r

2.返回传递：引用传递详解

1.接收端无需知道返回的是一个引用还是值，不需要做额外修改

2.返回引用可以实现连续调用的情况。

对于函数+=，举个例子：

我们一般不会使用这个函数（+=）的返回值，那么我们为什么要设置为返回引用，而不是返回void呢？

如果不进行连续赋值，那么确实可以不用返回引用，返回void即可。但是比如说连续赋值如下：

我们希望它应该计算c2+=c1，然后将之后得到的c2进行c3+=c2的操作。即c3 = c3 + c2 + c1。
如果我们没有使用引用传递，那么最后的一开始计算c2+=c1返回的就是一个void，c3将与一个void相加，必然会报错。
这就是我们返回引用的理由

3.关于“<<”操作符的重载的补充

<<运算符会将右边的对象作用于左边的对象身上。最常见的就是

cout<<123;//在屏幕中打印123

但是这里就引出了一个问题，cout必然是标准库已经写好了的函数，如果我们制定了一个新的类，并且实例出了它的对象，那么cout无法直接输出这个函数的对象，如果我们需要打印这个对象，那么我们必须要自己为它指定一个输出函数

这里ostream不能设置为const，因为os一直在接受输入，即一直在改变，所以不能设置为const。
然后，由于我们经常这样使用

cout<< 1 << 2 << 3; //连续使用<<输出打印

我们需要设定它的输出为ostream&，以便于连续使用。

06、复习与总结：复习Complex类的实现过程（即02~05节总结）

1.使用防卫式声明
2.将函数放在public，数据放在private
3.在构造函数中，使用初始化列表来对数据进行初始化
4.尽量使用引用传递来传递参数和返回值
5.如果函数内不会对数据进行修改，那么应该声明为const
6.如果有需要，记得自己再重载<<操作符实现输出

07、三大函数：拷贝构造，拷贝赋值，析构

1.由String引入带指针类的设计

因为在设计类的时候，我们无法确定使用者需要多大的内存空间来存储这个字符。所以在设计这个类的时候，设计者选择在类中存放一个指针，然后创建对