C++三大特性

已于 2023-02-01 14:48:14 修改
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分类专栏： C++ 文章标签： c++ 开发语言
于 2023-01-31 13:43:04 首次发布
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一、封装

1.封装的意义：

我们将属性和行为封装成一个整体，来表现生活中的事物。

比方说，汽车类，那么这个类中可能就有引擎、油箱、水箱、涡轮、外壳和车轮等属性，有加速、减速、刹车和开关灯等行为。

2.struct和class区别

我们可以使用结构体（struct）和类（class）来封装。

在C++中 struct和class最重要的区别就在于 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

注：结构体和类的元素访问都是一样的，非指针用“.”，指针用“->”。

代码举例：

class A1
{
	int  m_A; //默认是私有权限
};

struct A2
{
	int m_A;  //默认是公共权限
};

int main() {

	A1 a1;
	a1.m_A = 10; //错误，访问权限是私有

	A2 a2;
	a2.m_A = 10; //正确，访问权限是公共


	return 0;
}

                                                                        代码1.0 

可能有同学对上面的默认pubulic权限啊和private权限有所疑惑，到底权限为何物呢？

那我们就对这两个权限解读，pubulic顾名思义就是公开的，就是所有人都可以看；而private是私有的意思，就是自己类内可以访问，类外不能访问。

所以你就明白，代码1.0中的“a1.m_A= 10;”为什么是错误的，因为private权限类外不能访问。

注意：类内还是内外不懂？class括号内的实现都是类内！（后面会学到行为的类外实现，你也要明白类外实现也是从属类的一部分，不过这也是后话了。）

其次，struct仅有属性没有行为，class有属性和行为。

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

使用类class实现有属性和行为的封装：

class Person 
{
public:

	//姓名设置可读可写
	void setName(string name) 
    {
		m_Name = name;
	}
	string getName()
	{
		return m_Name;
	}


	void setAge(int age) 	//设置年龄
    {
		if (age < 0 || age > 150) //对年龄正确与否有所限定，即有效性
        {
			cout << "你个老妖精!" << endl;
			return;
		}
		m_Age = age;
	}

    void eatLunch()//吃饭行为
    {
        cout<<"吃午饭中......";
    }



private:
	string m_Name; //可读可写  姓名
	
	int m_Age; //只写  年龄

};


int main() 
{

	Person p;

    cout<<p.m_Name<<p.m_Age;//错误！m_Name和m_Age都是私有权限

	p.setName("张三");//设置姓名
	cout << "姓名： " << p.getName() << endl;

	
	p.setAge(50);//设置年龄
	cout << "年龄： " << p.getAge() << endl;//错误！


	return 0;
}

                                                                代码2.0

可以发现，代码2.0中类Person内的属性都是private，回顾一下，private仅能类内访问，所以我们可以通过实现类行为（即类函数）来控制类内属性的读写权限。

注意：

  • string是一个封装了char*的类，如果你还没学过，可以认为string类似于char*，但是你要记住这两者是有区别的哦！需要包含库 < string> 
  • cout跟c语言中的printf一样，是输出函数。了解cout

学习任务：设计一个属性有学号、姓名、年级，行为有上学、放学，其中学号和姓名为可读可写权限，年级为只读权限。

要求：

  • 两个行为都要包含姓名！如：“张三去上学了！”，则代码实现为：cout<<m_Name+"去上学了！"。
  • 权限控制由行为实现，属性全为private；

4. 构造函数和析构函数

对象的初始化和清理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

编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。

  • 构造函数：主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值，构造函数由编译器自动调用，无须手动调用。

  • 析构函数：主要作用在于对象销毁前系统自动调用，执行一些清理工作。

构造函数语法：类名(){}

  1. 构造函数，没有返回值也不写void

  2. 函数名称与类名相同

  3. 构造函数可以有参数，因此可以发生重载

  4. 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

析构函数语法： ~类名(){}

  1. 析构函数，没有返回值也不写void

  2. 函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~

  3. 析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载

  4. 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

class Person
{
public:
	//构造函数
	Person()
	{
		cout << "Person的构造函数调用" << endl;
	}
	//析构函数
	~Person()
	{
		cout << "Person的析构函数调用" << endl;
	}

};

void test01()
{
	Person p;
}

int main() {
	
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

                                                                代码3.0 

测试结果：

5. 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

示例：

//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;
}

6. 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

示例：

class Person {
public:
    Person() {
        cout << "无参构造函数!" << endl;
        mAge = 0;
    }
    Person(int age) {
        cout << "有参构造函数!" << endl;
        mAge = age;
    }
    Person(const Person& p) {
        cout << "拷贝构造函数!" << endl;
        mAge = p.mAge;
    }
    //析构函数在释放内存之前调用
    ~Person() {
        cout << "析构函数!" << endl;
    }
public:
    int mAge;
};
​
//1. 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
void test01() {
​
    Person man(100); //p对象已经创建完毕
    Person newman(man); //调用拷贝构造函数
    Person newman2 = man; //拷贝构造
​
    //Person newman3;
    //newman3 = man; //不是调用拷贝构造函数，赋值操作
}
​
//2. 值传递的方式给函数参数传值
//相当于Person p1 = p;
void doWork(Person p1) {}
void test02() {
    Person p; //无参构造函数
    doWork(p);
}
​
//3. 以值方式返回局部对象
Person doWork2()
{
    Person p1;
    cout << (int *)&p1 << endl;
    return p1;
}
​
void test03()
{
    Person p = doWork2();
    cout << (int *)&p << endl;
}
​
​
int main() {
​
    //test01();
    //test02();
    test03();
​
    system("pause");
​
    return 0;
}

7. 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

示例：

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;
};
​
void test01()
{
    Person p1(18);
    //如果不写拷贝构造，编译器会自动添加拷贝构造，并且做浅拷贝操作
    Person p2(p1);
​
    cout << "p2的年龄为： " << p2.age << endl;
}
​
void test02()
{
    //如果用户提供有参构造，编译器不会提供默认构造，会提供拷贝构造
    Person p1; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错
    Person p2(10); //用户提供的有参
    Person p3(p2); //此时如果用户没有提供拷贝构造，编译器会提供
​
    //如果用户提供拷贝构造，编译器不会提供其他构造函数
    Person p4; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错
    Person p5(10); //此时如果用户自己没有提供有参，会出错
    Person p6(p5); //用户自己提供拷贝构造
}
​
int main() {
​
    test01();
​
    system("pause");
​
    return 0;
}

​​​​​​​

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